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GPS授时什么是GPS授时？GPS（Global Positioning System）是一种全球卫星定位系统，它通过使用一组卫星来测量接收器的位置，从而实现对全球位置的确定。
在定位的过程中，GPS还提供了非常准确的时间信息。
这使得GPS不仅仅被用来确定位置，还可以用来进行时间同步或者授时。
在GPS系统中，每颗卫星都带有高度精确的原子钟，而接收器通过接收多颗卫星发出的信号来确定自己的位置，同时它也能够接收到卫星发出的时间信息。
由于卫星上的原子钟具有非常高的精确度，因此通过GPS进行时间同步或者授时可以达到非常高的精确度。
GPS授时的应用1.通信网络同步在大规模的通信网络中，各个子系统之间需要保持时间的一致性，而GPS授时可以提供一种高度精确的时间参考，以保证各个子系统之间的通信同步。
通过将GPS接收器连接到网络设备，可以将GPS授时作为网络的一个参考时间源，用于同步网络设备的时钟。
2.金融交易金融交易对时间的要求非常高，尤其对于高频交易而言。
通过使用GPS授时，可以确保交易所在系统的时钟精确度很高，以避免时间不同步带来的交易漏洞。
3.科学研究在科学研究中，时间的精确度对于实验的可重复性和结果的准确性非常重要。
许多科学研究实验都需要精确的时间同步，以确保数据的准确性。
因此，GPS授时成为了很多科学研究中时间同步的选择。
4.网络安全在保障网络安全的过程中，时间同步也起到了重要的作用。
例如，对于网络日志的记录和事件时间戳，需要保证准确的时间同步。
此外，许多加密算法和安全协议也依赖于精确的时间信息。
因此，使用GPS授时可以确保网络安全系统中的时间同步。
GPS授时的优点和局限性优点：•高精度：GPS上的原子钟具有非常高的精确度，可以提供高度准确的时间信息。
•全球性：GPS系统遍布全球范围，因此可以在任何地方都可以接收到GPS信号。
•可靠性：由于GPS是由一组卫星组成的系统，即使某个卫星发生故障，仍然有其他卫星可以提供时间信息。
基于GPS平台的机房授时系统随着科技的发展，网络和通讯技术的发展，越来越多的数据中心和机房开始使用GPS 平台来进行时间同步。
这样可以保证机房内的所有设备都拥有准确的时间，从而实现确保数据的同步性和安全性。
本文将介绍基于GPS平台的机房授时系统，并探讨其优势和应用。
一、GPS平台技术的应用和优势GPS（Global Positioning System，全球定位系统）是由美国国防部开发的一套卫星定位和导航系统。
现在几乎所有的智能手机和车载导航系统都使用GPS技术来实现全球定位。
GPS系统由一系列的卫星、地面控制部门和接收设备构成，主要用于提供全球性的高精度定位和时间同步服务。
基于GPS平台的时间同步系统具有以下一些优势：- 高精度：GPS系统使用多颗卫星进行信号传输，可以提供高精度的时间同步服务，保证时钟的准确性。
- 全球覆盖：GPS系统覆盖全球范围，不受地理位置限制，可以在任何地点实现时间同步。
- 独立性：GPS系统是独立于网络的，即使网络出现故障，也可以继续保证时钟的同步性。
- 可靠性：GPS系统是由美国国防部维护的全球性系统，具有高可靠性和稳定性。
2.1 系统组成基于GPS平台的机房授时系统通常由以下几个组成部分组成：- GPS接收设备：用于接收来自GPS卫星的时间信号，并将其转化成机房可用的时间信号。
- 主授时设备：用于将GPS接收的时间信号进行处理和分发，为机房内所有设备提供同步的时间信号。
- 辅助授时设备：用于将主授时设备提供的时间信号进行扩展和分发，确保整个机房内所有设备的时间同步。
- 机房内设备：包括服务器、网络设备、存储设备等，这些设备都需要接收来自授时系统的时间信号，并保持同步。
2.2 工作原理2.3 应用场景基于GPS平台的机房授时系统可以应用于各种数据中心和机房环境：- 金融机构：金融交易对时间的精确同步要求非常高，基于GPS的机房授时系统可以确保交易系统的时间同步和安全性。
gps授时原理
GPS授时原理是利用全球定位系统（GPS）通过卫星提供高精
度的时间信息。
GPS系统由一组空中部署的卫星组成，它们
围绕地球轨道运行。
每颗卫星都携带着高精度的原子钟，能够准确地测量时间。
当我们使用GPS设备确定位置时，设备会接收来自至少四颗
卫星的信号。
通过测量信号的传播时间，设备能够计算出从卫星到设备之间的距离。
利用这些距离信息，设备能够确定自己的准确位置。
然而，GPS系统的主要目的是提供定位服务，而不是时间服务。
虽然每颗卫星都携带着原子钟，但由于信号传播的延迟、大气层等因素的影响，接收到的时间信号可能会有一定的偏差。
因此，为了提供准确的时间信息，GPS设备需要进行时间校准。
GPS授时原理是通过测量接收到的信号的传播时间与实际时
间的差异来进行校准。
设备将接收到的卫星信号与地面上的参考时钟进行比较，计算出两者之间的差值，并将这个差值作为校准因子应用到设备的时钟上。
通过GPS授时，设备的时钟可以得到非常高精度的时间信息。
这样的时间校准通常能够提供纳秒级别以上的精度。
这对于很多需要高精度时间同步的应用非常重要，例如科学实验、通信系统以及金融交易等。
总之，GPS授时原理是利用GPS系统中的卫星信号和高精度原子钟来提供准确的时间信息。
通过接收卫星信号并与地面上的参考时钟进行比较，设备可以进行时间校准，以提供高精度的时间同步服务。
gps授时原理GPS授时原理。
GPS（Global Positioning System）是一种全球定位系统，它通过一组卫星以及地面控制站来提供全球范围内的定位、导航和时间服务。
其中，GPS授时原理是GPS系统中的一个重要组成部分，它对于各种应用领域都具有重要意义。
首先，GPS授时原理是基于卫星钟的精确性来实现的。
每颗GPS卫星都搭载有高精度的原子钟或者氢钟，这些钟具有非常高的稳定性和精确度。
通过接收来自多颗卫星的信号，并对这些信号的传播时间进行精确计算，接收设备可以确定自己的位置和精确的时间。
因此，GPS授时原理的基础是卫星钟的高精度。
其次，GPS授时原理还依赖于卫星信号的传播速度。
由于卫星与地面接收设备之间的距离是已知的，因此可以通过测量信号的传播时间来计算出接收设备与卫星的距离。
通过至少三颗卫星的信号，可以确定接收设备的三维位置。
而时间的精确性也是通过这些信号的传播时间来实现的。
因此，GPS授时原理还依赖于信号的传播速度。
此外，GPS授时原理还需要考虑相对论效应的影响。
由于卫星在太空中运行的速度非常快，同时受到地球引力的影响，相对论效应会对卫星钟的运行速度产生微小的影响。
因此，为了确保GPS系统的精确性，需要对这些相对论效应进行校正，以保证卫星钟的精确性。
总的来说，GPS授时原理是基于卫星钟的精确性、信号的传播速度以及相对论效应的校正来实现的。
这些原理共同确保了GPS系统提供的时间服务的精确性和可靠性。
在现代社会中，GPS授时原理已经被广泛应用于各种领域，包括通讯、金融、能源、交通等，为人们的生活和工作提供了便利和安全保障。
总之，GPS授时原理是GPS系统中的重要组成部分，它依赖于卫星钟的精确性、信号的传播速度以及相对论效应的校正来实现时间的精确授时。
这些原理的共同作用确保了GPS系统提供的时间服务的高精度和可靠性，为各种应用领域提供了重要的支持和保障。
• 57•随着科学技术的飞速发展，越来越多的设备对时间的精确度和同步性的要求越来越高。
由于原子钟的成本太高，各种基于嵌入式处理器的授时设备便应运而生。
本文设计了一种基于FPGA的GPS定位授时信息显示系统，采用Verilog HDL硬件描述语言编写了GPS授时定位信息采集、处理与显示程序，阐述了每个不同的功能模块的设计思想和实现方法。
在实际的运行过程中，该系统能实现GPS授时信息以及定位经纬度的正确显示，完成了UTC时间向北京时间转换显示，具有较好的实用性。
引言：生活中许多的嵌入式设备都需要精确的时间信息，使用时钟芯片的方式容易在掉电时丢失时间信息，而且精确度不高，例如许多无人值守的监控设备，需要监控的图像与精确的时间一起记录，以便后期的处理和查阅。
随着物联网技术的飞速发展与应用，夏凝对于产痛的电视广播授时方式，在某些特定的嵌入式应用场合中，GPS授时凭借其高精度、低成本的优势得到了广泛的应用。
GPS借助全球分布的同步卫星传输信号，实现了全球任意地方的授时定位服务，提供全球的授时服务使得其可以为分布面积广的嵌入式信息采集设备提供授时服务，成本较低使得越来越多的嵌入式设备集成了GPS接收器，操作简单使得其提供的授时产品可为大多数人使用。
1.定位授时系统的组成1.1 授时接收器采用的NEO-M8N接收器可以配置1-5Hz 定更新速率，波特率输出可以自由搭配，优良的性能既能满足授时和经纬度的灵敏度要求。
模块有PPS时间标准脉冲输出功能，当新数据到来时PPS指示灯点亮，显示表示接收到数据。
NEO-M8N接收器可以同时连接到多颗卫星，提高了授时定位的进度。
1.2 FPGA控制单元FPGA控制单元采用的是Altera公司的Cy-clone4 EP4CE6E22C8N开发板，具有6272个逻辑单元，有专用的数字信号处理单元，270KB RAM，具有2个PLLs。
作为系统的控制核心，负责信号的收发和控制LCD12864的显示。
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目录产品介绍 (1)1.1概述 (1)1.2 主要特征 (1)1.3 应用 (1)1.4 性能指标 (2)PIN脚功能描述 (3)2.1 PIN脚示意图 (3)2.2 PIN脚定义 (4)电气特性 (5)3.1 绝对最大值 (5)3.2 运行条件 (5)3.3 工作环境 (6)传输及外设接口 (6)4.1 PPS (6)4.2 I2C (6)4.3 UART (6)4.4 GPIO (6)4.5 EXTINT (6)默认配置 (6)5.1 串口设置（CFGPRT） (6)5.2 消息设置（CFGMSG） (7)5.3 导航系统设置（CFGNAV） (7)5.4 授时输出参数配置（CFGTPO） (7)5.5 时间脉冲模式设置（CFGTPM） (8)5.6 卫星系统配置(CFGSYS) (8)授时特性 (8)机械规格 (8)包装及运输 (9)8.1 包装 (9)8.2 ESD防护 (9)订购信息 (10)参考设计 (10)10.1 设计注意事项 (10)10.2 天线 (11)10.3 串口 (12)10.4 参考设计原理图 (13)10.5 参考设计PCB封装 (14)10.6 推荐炉温曲线 (15)产品介绍1.1 概述武汉梦芯科技有限公司设计生产的 MXT902 BDS/GPS双系统精密授时模块，基于公司完全自主知识产权的高精度消费类导航定位SoC芯片，能够同时支持 BDS B1、GPS L1 两个频点。
双星授时系统与传统GPS技术对比作者：孔德坤来源：《科学与财富》2019年第07期摘要：对目前传统的GPS系统组网以及存在的缺点进行介绍，针对传统GPS系统的不足描述了新型的智能双星授时系统的组网以及优点，对2种方案进行了对比，并举例论证了其应用的可行性。
关键词：基站同步;GPS系统;智能双星授时1 ;前言授时，是指通信网络中的设备，通过获取统一的时钟源信号，来实现网络设备之间的同步，当前移动通信网络普遍采用卫星的星载钟作为时钟源。
无线通信系统属于基站同步系统，基站间无线信道的帧同步以及基站间切换、漫游等都需要精确的时间控制，因此同步信号质量在无线通信网络中特别重要，它将直接影响基站的正常运行和网络质量。
现网运行的基站绝大多数还都在采用传统GPS授时天线获取时钟信号并通过馈线传送给基站的BBU。
北斗卫星导航系统是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。
智能双星授时系统是一套单天线支持多设备的时钟同步系统，通过以北斗为主GPS为辅的双时钟授时系统。
以下章节分别对传统GPS系统以及双星授时系统进行介绍。
2 ;传统GPS系统2.1 ;组网传统GPS系统包括GPS天线、馈线、避雷器、接收机等。
GPS天线接收到同步信号以后通过馈线并经避雷器后把信号传送至BBU里的信号接收机，由接收机完成信号的解析。
网络拓扑结构如图所示：2.2 ;技术劣势（1）GPS天线布放困难在城市基站建设中，会遇到大量的室分基站建设，每个基站机房会有多个BBU基站设备，需要安装多个GPS天线，布放多路馈线。
工程实施困难，强行安装易造成信号干扰，影响基站正常使用。
（2）馈线架设困扰、路由长度限制GPS天线和基站之间需要架设馈线，部分站点会出现馈线长需要放大器补偿，路由长度受限。
而且馈线施工涉及到的工程范围大，往往需要业主及物业同意，协调及租赁费用增加;现场交付，包括打孔时间，50m的馈线，时间超过4小时/点。
056201207GPS系统定位、授时精度有多准确？Satellite classroom卫星课堂+ 刘天雄美国为了统一无线电导航手段，取代奥米加、罗兰C等众多地基无线电导航系统，并实现高精度、连续、三维定位与测速，美国国防部于1973年批准GPS全球定位系统计划，组织设计了GPS系统方案：卫星轨道高度为20230km；卫星数量为24颗并分布在6个轨道平面上；用户可以同时看到6～11颗卫星；有两个导航信号L1和L2，L1:1575.42MHz，L2:1227.60MHz；采用了卫星无线电导航业务RNSS（Radio Navigation Satellite Service）伪距测量原理实现位置解算。
一、定位精度、误差与偏差的概念GPS系统基于被动式采用了RNSS测距原理，即GPS 接收机测量来自GPS卫星的导航定位信号的传播时延，从而测量到GPS接收机到GPS卫星之间的距离，进而将它和GPS卫星在轨位置（动态已知点）联合解算出接收机的三维坐标。
由此可见，GPS卫星导航定位误差主要来自GPS 卫星信号的自身误差、信号的传播误差以及GPS接收机的测量误差。
对GPS卫星导航而言，精度（accuracy）定义为位置或者速度的测量值与真实值的符合程度，导航系统精度通常用系统误差的统计量度表示。
在GPS定位测量中，不仅存在测量误差（error），而且存在偏差（bias）。
例如，导航卫星的星载原子钟不仅存在时钟偏差（每一颗GPS卫星的时钟相对于GPS时间系统的差值），而且存在时钟误差（GPS卫星的星载原子钟虽然具有极其高的精度，但并不完美，总会存在一些误差。
原子钟的一项重要指标是稳定度，目前原子钟的“天稳定度”一般为1E-13，这意味着原子钟一天的误差为8.64ns,对应的测距误差为2.59m）。
再如，地球大气中的电离层和对流层会改变导航信号的传播，其影响也存在偏差和误差。
偏差为电离层和对流层效应导致的附加时延改正，一般为几米到100余米。
GPS授时系统编辑GPS授时系统是针对自动化系统中的计算机、控制装置等进行校时的高科技产品，GPS授时产品它从GPS卫星上获取标准的时间信号，将这些信息通过各种接口类型来传输给自动化系统中需要时间信息的设备（计算机、保护装置、故障录波器、事件顺序记录装置、安全自动装置、远动RTU），这样就可以达到整个系统的时间同步。
中文名GPS授时系统外文名GPS time transfer system设备计算机、保护装置机组分散控制系统(DCS)目录1前言2简介1前言编辑随着计算机和网络通信技术的飞速发展，火电厂热工自动化系统数字化、网络化的时代已经到来。
这一方面为各控制和信息系统之间的数据交换、分析和应用提供了更好的平台、另一方面对各种实时和历史数据时间标签的准确性也提出了更高的要求。
使用价格并不昂贵的GPS时钟来统一全厂各种系统的时钟，已是目前火电厂设计中采用的标准做法。
电厂内的机组分散控制系统(DCS)、辅助系统可编程控制器(PLC)、厂级监控信息系统(SIS)、电厂管理信息系统(MIS)等的主时钟通过合适的GPS时钟信号接口，得到标准的TOD(年月日时分秒)时间，然后按各自的时钟同步机制，将系统内的从时钟偏差限定在足够小的范围内，从而达到全厂的时钟同步。
2简介编辑一、GPS时钟及输出1.1 GPS时钟全球定位系统(Global Positioning System，GPS)由一组美国国防部在1978年开始陆续发射的卫星所组成，共有24颗卫星运行在6个地心轨道平面内，根据时间和地点，地球上可见的卫星数量一直在4颗至11颗之间变化。
GPS时钟是一种接受GPS卫星发射的低功率无线电信号，通过计算得出GPS时间的接受装置。
为获得准确的GPS时间，GPS时钟必须先接受到至少4颗GPS卫星的信号，计算出自己所在的三维位置。
在已经得出具体位置后，GPS时钟只要接受到1颗GPS 卫星信号就能保证时钟的走时准确性。
作为火电厂的标准时钟，我们对GPS时钟的基本要求是：至少能同时跟踪8颗卫星，有尽可能短的冷、热启动时间，配有后备电池，有高精度、可灵活配置的时钟输出信号。
《利用GPS授时实现电力系统广域时间同步》篇一一、引言随着电力系统规模的扩大和复杂性的增加，广域时间同步成为了保证电力系统稳定运行的重要环节。
GPS（全球定位系统）授时技术以其高精度、高稳定性的特点，成为了实现电力系统广域时间同步的最佳选择。
本文将详细探讨GPS授时技术的基本原理、应用优势及在电力系统中的应用方案。
二、GPS授时技术的基本原理GPS授时技术主要通过GPS卫星发送的信号实现。
其工作原理主要分为三部分：卫星信号的发射与接收、信号的传输与处理以及时间的输出与同步。
首先，GPS卫星以固定的频率发送包含时间信息的信号。
这些信号被地面设备接收后，经过处理，可以获取到精确的时间信息。
其次，通过信号的传输与处理，地面设备可以将这些时间信息实时地传输给电力系统中的各个节点。
最后，通过时间的输出与同步，各个节点可以与主时钟保持一致，从而实现广域时间同步。
三、GPS授时在电力系统中的应用优势1. 高精度：GPS授时技术可以提供纳秒级的时间精度，保证了电力系统各个节点的时钟准确同步。
2. 高稳定性：GPS授时技术不受外界干扰，具有很高的稳定性，能够保证电力系统的稳定运行。
3. 易于维护：利用GPS授时技术可以实现集中化管理，便于维护和故障排除。
四、电力系统中的GPS授时应用方案1. 搭建GPS授时系统：在电力系统中搭建独立的GPS授时系统，接收并处理GPS信号，提供准确的时间信息。
2. 广域时间同步网络构建：利用搭建的GPS授时系统，构建广域时间同步网络，将时间信息实时传输到电力系统的各个节点。
3. 时间同步协议设计：根据电力系统的需求，设计合适的时间同步协议，确保各个节点之间的时间同步。
4. 系统调试与优化：对搭建的GPS授时系统和广域时间同步网络进行调试和优化，确保其稳定、可靠地运行。
五、实际应用案例分析以某大型电力系统为例，采用GPS授时技术实现广域时间同步。
通过搭建独立的GPS授时系统，成功地将纳秒级精度的时间信息实时传输到电力系统的各个节点。
GPS授时系统设计摘要：使用GPS25一LVS OEM板(接收机)接收卫星信号，通过串口异步通信把数据传送给89C51单片机，单片机通过并口控制LED显示，从而实现GPS准确授时．同时，介绍了GPSOEM板输出的数据形式，并采用NMEA_0183格式中最常用的“$GPGGA”格式输出，由“$G —PGGA”数据输出格式可编写出相关的接收程序．关键词：GPS授时；0EM板；秒脉冲0 引言时间信号的准确与否，直接关系到人们的日常生活、工业生产和社会发展．人们对时间精度的要求也越来越高．天文测时所依赖的是地球自转，而地球自转的不均匀性使得天文方法所得到的时间(世界时)精度只能达到910-．因此“原子钟”广10-，“原子钟”精度可达12泛运用到精密测量和日常生活、生产领域．GPS接收机授时系统是利用接收机接收卫星上的“原子钟”时间信号，然后把数据传输给单片机进行处理并显示出时间，由此可制作出GPS精密时钟．目前已有专门用于授时的授时型接收机，可以提供ns级的精确时间，但由于其价格昂贵，多数用户难以接受，因此无法普及．本文采用具有定时功能的GPS 0EM板的串口输出的协调世界时进行授时，可提供经济、实用、准确的公众时间，避免了因时钟不准确给生活、生产带来的不便．．0.1 GPS系统简介1973年12 月，美国国防部组织陆海空三军联合研制新一代的卫星导航系统：“Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Positioning System”，意为“卫星测时测距导航全球定位系统”，简称 GPS。
原系美国国防部军事系统中的一个组成部分，现已广泛应用于航海、航天、测量、通信、导航、智能交通等诸多领域。
它是新一代精密卫星定位系统，是现代科学技术迅速发展的结晶。
GPS 是一种全球性、全天候的卫星无线电导航系统，可连续、实时地为无限多用户提供。
由于 GPS 定位技术具有精度高、速度快、成本低的显著优点，因而己成为目前世界上应用范围最广、实用性最强的全球精密授时、测距和导航定位系统。
这个系统向全球范围内的用户提供高精度的三维位置和精密时间信息。
0.2 GPS系统的组成GPS 系统主要由 3 大部分组成，即空间星座部分、地面控制部分和用户设备部分（图 0-1）。
图 0-1 GPS 系统的组成（1）、空间星座部分GPS 空间卫星星座，由 24（3 颗备用卫星）颗卫星组成。
卫星分布在 6 个轨道面内，每个轨道上分布有 4 颗卫星，如图 0-2 所示。
卫星轨道面相对地球赤道的倾角约为55，各轨道面升交点的赤经相差30。
轨道平均高度60。
在相邻轨道上，卫星的升交距相差约为 20200km，卫星运行周期为 11 小时 58 分钟。
因此，在同一观测站上，每天出现的卫星分布图形相同，只是每天提前 4 分钟。
每颗卫星每天约有 5 个小时在地平线以上，同时位于地平线以上的卫星数目，随时间和地点而异，最少为 4 颗，最多时可达 11 颗。
GPS 卫星空间星座的分布保障了在地球上的任何地点、任何时刻至少有 4颗卫星被同时观测，加上卫星信号的传播和接收不受天气的影响，因此，GPS 是一种全球性、全天候的连续实时定位系统。
空间部分的 3 颗备用卫星，可在必要时根据指令代替发生故障的卫星，这对于保障 GPS 空间部分正常而高效地工作是极其重要的。
图 0-2 GPS 系统空间卫星星座（2）、地面监控部分对于导航定位来说，GPS 卫星是一动态已知点。
星的位置是依据卫星发射的星历—描述卫星运动及其轨道的参数算得的。
每颗 GPS 卫星所播发的星历，是由地面监控系统提供的。
卫星上的各种设备是否正常工作，以及卫星是否一直沿着预定轨道运行，都是由地面设备进行监测和控制的。
地面监控系统的另一重要作用是保持各颗卫星处于同一时间标准—GPS 时间系统。
这需要地面站监测各颗卫星的间间，求出钟差，然后由地面注入站发给卫星，卫星再由导航电文发给用户。
GPS 工作卫星的地面监控部分，目前由分布在全球的 5 个地面站组成，其中包括 1个主控站、3 个注入站和 5 个监测站，如图 0-3 所示。
监测站：用 GPS 接收系统测量每颗卫星的伪距和距离差，采集气象数据，并将观测数据传送给主控站；主控站：主控站接收各监测站的 GPS 卫星观测数据、卫星工作状态数据、各监测站和注入站自身的工作状态数据。
根据上述各类数据，及时编算每颗卫星的导航电文并传送给注入站，控制和协调监测站间、注入站间的工作，检验注入卫星的导航电文系统，诊断卫星工作状态，完成各类相关工作；注入站：接受主控站送达的各卫星导航电文并将之注入飞越其上空的每颗卫星。
整个 GPS 的地面监测部分，除主站外均无人值守。
各站间用现代化的通讯网络联系起来，在原子钟和计算机的驱动和精确控制下，各项工作实现了高精度的自动化和标准化。
图 0-3 GPS 地面监控部分（3）、用户设备部分GPS 的空间部分和地面监控部分，是用户应用该系统进行定位的基础，而用户只有通过用户设备，才能实现应用 GPS 定位的目的。
根据 GPS 用户的不同要求，所需的接收设备各异。
随着 GPS 定位技术的迅速发展和应用领域的日益扩大，许多国家都在积极研制、开发适用于不同要求的 GPS 接收机及相应的数据处理软件。
用户设备主要由 GPS 接收机硬件和数据处理软件，以及微处理器及其终端设备组成。
GPS 信号接收机的硬件一般由主机、天线、和电源组成。
主要功能是接受 GPS卫星发射信号，以获得必要的导航和位置信息及观测量，并经简单的数据处理而实现实时导航和定位；GPS 软件部分是指各种后处理软件包，其主要作用是观测数据进行加工，以便获得精密定位结果。
GPS 接收机的基本结构如图0-4 所示。
图0-4 GPS 接收机基本结构0.3 GPS授时原理及同步技术GPS授时有着广泛的应用。
从日常生活到航天发射，从出外步行到航空航海，都离不开授时。
随着使用目的的不同，人们对时间准确度的要求也不一样。
GPS 卫星都安装有四台原子钟，GPS 时间受到美国海军天台（USNO）经常性的监测。
GPS 系统的地面主控站能够以优于±5ns 的精度，使 GPS 时间和世界协调时 UTC之差保持在±1 s 以内。
此外，GPS 卫星还向用户播发它自己的钟差、钟速和钟漂等时钟参数，加之利用 GPS 信号可以测得站址的精确位置，因此，GPS 卫星可以成为一种全球性的用户无限制的时间信号源，用于进行精确的时间比对。
利用 GPS 信号进行时间传递，一般采用以下两种方法：（1）一站单机授时法。
即在一个已知位置测站上，用一台 GPS 信号接收机观测一颗 GPS 卫星，从而测定用户时钟的偏差。
如图 0-5 所示，在用 GPS 信号传递时间时，存在 3 种时间尺度（时标）：即 GPS 时间，每颗 GPS 卫星的时钟，用户时钟。
GPS 授时的目的在于测定用户时钟相对于 GPS 时间的偏差，并根据 GPS 卫星导航电文的有关参数，计算出世界协调时 UTC 。
图 0-5 一站单机授时法GPS 时间传递，实质上是测量 GPS 信号从卫星到达用户的传播时间。
某颗 GPS 卫星在st T 时刻发射 GPS 信号初相，通过电离层和对流层到达用户接收天线的时刻U a T ，则GPS 信号的传播时间为τ+-=s t U a d T T t ’ （0.1） 式中τ为电离层和对流层时延。
GPS 信号的发射时刻st T 可从导航电文解得。
从图 0-5 可见，s t T 相对于 GPS 时间之差为st T ∆，且 s t g t s t T T T ∆+= （0.2）s t T ∆可从导航电文中获得。
又U a g a U a T T T ∆+= （0.3）考虑到上两式，则得 GPS 信号接收机所得的传播时间ττ+∆-∆+=+∆-∆+-=s t U a d s t U a g t g a d T T t T T T T 't （0.4） 式中，gt g a T T -=d t 。
则用户时钟偏差为τ-∆+-=∆s t d d U a T t t T ‘ （0.5） 上式即为一站单机的授时方程式。
当同时观测 4 颗 GPS 卫星时，一站单机授时法可以在不知测站坐标的情况下，同时测得用户时钟偏差和测站坐标。
（2）共视比对授时法。
即在两个测站上各安设一台信号接收机，在相同的时间内，观测同一颗 GPS 卫星，而测定用户时钟的偏差。
图0-6 共视授时图 0-6 的单颗 GPS 卫星共视授时法。
实验表明，两个测站共同见到同一颗卫星的时间并不要求严格同步，前后相差 20 分钟以内时，授时准确度无显著差别：这为用户提供了方便，因此单星共视授时法获得了广泛的应用。
依式（0.5）可知，A 、B 两个测站所测得的用户时钟偏差分别为22'2U 2a 11'1U 1a t T t T ττ-∆+-=-∆+-=s t d d s t d d T t T t 通过数据传输而将测站 A 的用户钟差送到测站 B ，故知两个用户的钟差）（）（）（12d1d2'1d '2d U 1a U 2a U a t t t t T T T ττδ-----=∆-∆=（0.7） 上式中消除了 GPS 卫星的时钟偏差st T ∆。
实际传播时间1d t 、2d t 是依据测站位置和卫星位置而求得的，GPS 卫星的星历误差将引起d t 的偏差；若其值为ds t ∆，则dst 2d 2d dst 1d 1t T t T ∆+=∆+=t t d （0.8）因此共视用户的钟差 ）（）（）（12t 1d t 2d '1d '2d U a T T t t T ττδ-----= （0.9）从上式可知，共视授时法不仅能够消除卫星钟差，而且能够消除或削弱星历误差的影响，可达到±5ns 的授时准确度，所以这种方法成为目前用 GPS 信号传递时间的主要方法。
0.4 GPS 时钟同步利用方式0.4.1 脉冲同步方式脉冲同步方式，即同步时钟每隔一定的时间间隔输出一个精确的同步脉冲。
监控装置在接收到同步脉冲后进行对时，消除装置内部时钟的走时误差。
同步脉冲的周期、频率、电平、脉宽、脉冲的正负、上升和下降时间、同步的时刻等均可能有所变化。
根据脉冲输出接口的不同，同步脉冲分为有源 TTL电平输出、无源空接点输出、固态继电器输出等。
有源 TTL 电平输出，即每隔一定的时间间隔产生一个 TTL 电平脉冲，或正脉冲或负脉冲，脉冲的宽度和占空比可以不同。
这种输出，用户可以直接引出同步信号，不必外加电源。
无源空接点输出，即将同步脉冲作为一开关量输出，一般是使用一个光电三极管，从集电极输出。
