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  • GPS北斗双模时钟系统提供高可靠性的时间信息输出
  • 点击次数:754 发布时间:【2015-05-06】
  •        GPS北斗双模时钟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、漫游等都需要的 时间控制。原则上,CDMA无线信道导频时间校准误差 应控制在CDMA系统时间的±3μs内;当基站同时支持 多个CDMA频道时,发射的所有CDMA频道的导频时间 容限彼此间应在±1μs内。GPS北斗双模时钟系统当基站时钟精度误差超过要 求的时间容限时,会导致基站间用户切换失败,出现网 络掉话率升高、通话质量下降等现象。当基站时钟精度 在规定时间内没有恢复正常时,基站会退出服务,导致 基站覆盖区内的用户服务中断。
      GPS北斗双模时钟系统采用的测频与智能驯服算法,使装置守时单元输出的时间频率信号与GPS卫星/北斗卫星/外部B码时间基准保持精密同步。由于装置输出的1PPS等时间信号是内置振荡器的分频秒信号输出,同步于GPS信号/北斗信号但并不受GPS/北斗秒脉冲信号跳变带来的影响,相当于UTC时间基准的复现。GPS北斗双模时钟系统采用了“智能学习算法”的主时钟,在驯服晶振过程中能够不断“学习”晶振的运行特性,并将这些参数存入板载存储器中。当GPS/北斗/外部B码时间基准出现异常或不可用时,装置能够自动切换到内部守时状态,并依靠板载存储器中的参数对晶体振荡器特性进行补偿,使守时电路继续提供高可靠性的时间信息输出,同时避免了因晶体振荡器老化造成的频偏对守时指标的影响。
      GPS北斗双模时钟系统提供了单向授时和双向授时两种授 时模式,通过北斗卫星的广播或定位信息使得用户不 断核准其时钟钟差,获得很高的时钟精度。在单向授时模式下,用户通过接收北斗广播电文信 号,自主获得本地时间与北斗标准时间的钟差,实现时 间同步。地面中心站在出站广播信号周期内的*帧数 据段发送标准北斗时间(含时间修正数据)和卫星的位 置信息,同时把时标信息调制在出站信号中。卫星信号经GPS北斗双模时钟系统中心站到卫星的传输延迟、卫星到用户的传输延迟后 传送到用户。用户根据本地信号与接收卫星信号之间时标的差值获得卫星观测时间,然后根据广播电文中的卫 星位置信息、延迟修正信息以及接收机事先已知的自身 位置信息综合计算。一般来说,如果用户自身坐标已知 且足够精密,则观测一颗卫星就可实现精密时间同步; 如果可观测多颗卫星,则授时度与稳定度更高。
      GPS北斗双模时钟系统在双向授时模式下,用户需要与地面中心站交互信 息,向地面中心站发送授时申请信号,中心站收到授时 申请后通过卫星发送时标信号给用户,用户将接收到的 时标信号返回给中心站。中心站把接收时标信号的时间 与发射时间相减并除以2,即可获得中心站到用户的单向 传播时延。中心站将该传播时延值发送给用户,用户便可根据GPS北斗双模时钟系统接收到的时标信号及单向传播时延完成用户本地 时间与系统标准时间的同步。
      GPS北斗双模时钟系统单向授时模式与双向授时模式的区别主要在于用户到中心站传输时延的获取方式。单向授时模式要求用 户根据卫星及自身位置信息等自主计算传输时延,由于GPS北斗双模时钟系统卫星位置误差以及建模误差(电离层模型、对流层模型 等)都会影响到传输时延的精度,所以单向授时模式的 授时精度较低,一般为100ns,双向授时模式授时精度可达到20ns。单向授时模式的优点在于不占用卫星系统容量,而双向授时模式由于需要用户与中心站交互信息,占用了卫星系统的一定容量。
      GPS北斗双模时钟系统可用来对若干路电压和若干路电流同时测量。来自PT或CT副边的电压或电流,经隔离变换、模拟低通滤波后,被建立在GPS时间基准上的同步采样系统所采样,经依次A/D转换后按顺序放入固定RAM区。DSP根据递归DFT算法,每来一个新的采样点计算一次所有被测量的各相基波分量,然后利用GPS接收器串口提供的时间信息和数据窗*个采样点的顺序编号,GPS北斗双模时钟系统给计算结果置以便于识别的“时间标签”。计算得出的各相量连同其时间标签按照一定的数据格式,经过DSP总线和USB2.0数据线送往PC上位机进行处理和分析。
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