GPS時鐘(GPS對時器,NTP網絡授時儀,GPS網絡校時器)的概述
GPS時鐘是由GPS和北斗衛(wèi)星接收單元、10MHz高穩(wěn)定晶體振蕩器頻率源、CPLD（可編程邏輯器件）與3個單片機組成的時間單元、顯示與系統管理單元、電源單元、網絡通信單元以及設置與校時軟件組成。
授時器設備是一種智能化、基于標準NTP/SNTP協議工作的網絡時間服務器。凡是網絡中支持NTP/SNTP協議的設備如計算機、路由器、DVR、NVR等都可以與來自本服務器的標準時間源同步。其中配置RJ45網絡端口兩個，基于標準的NTP/SNTP協議，10/100M自適應。
時間源可以配置GPS,北斗授時接收器（用戶可選），銣原子鐘或者恒溫晶振（用戶可選），本機不僅具有網絡端口，同時給用戶提供四路RS232C接口，可以滿足不能上網設備的對時需要。
上海銳呈電氣有限公司授時器產品采用表面貼裝技術生產，以高速芯片進行控制，無硬盤和風扇設計，具有精度高、穩(wěn)定性好、功能強、無積累誤差、不受地域氣候等環(huán)境條件限制、性價比高、操作簡單、全自動智能化運行、免維護等特點，適合無人值守。該裝置可以為計算機網絡、計算機應用系統、流程控制管理系統、電子商務系統、網上B2B系統以及數據庫的保存維護等系統提供精密的標準時間信號和時間戳服務。
授時器的技術指標：
1．裝置工作溫度：-20℃～+70℃，貯存溫度：-40℃～+85℃，濕度：<95%。
2．功耗：≤15W。
3．電源：220V/110V交、直流自適應,雙電源冗余供電。
4．外形尺寸：1U/2U、19英寸。
5．時鐘源：GPS信號、北斗衛(wèi)星、IRIG-B碼、OCX0、銣原子鐘、CDMA、RS232、1PPS可選。
6．平均*間隔時間(MTBF)≥80000小時；平均維修時間（MTTR）：一般不大于30分。正常使用條件下無須維護。
7．北斗接收器：接收頻率（BD2 B1 ）：1561.098±4MHz。接收機靈敏度：-157.6dBW；
TTFF：冷啟動:32s,熱啟動:1s,失鎖重捕獲:<1s。
8．GPS接收器接收頻率：1575.42MHz；接收靈敏度：捕獲<-160dBW，跟蹤<-163dBW；捕獲時間：裝置冷啟動時，<2min，裝置熱啟動時，<10S；內部電池類型：鋰電池，電池壽命：≮25000h。
9．網口支持協議：NTP/SNTP，ARP，UDP/ Time，Telnet，SNMP，MD5，ICMP，DHCP，TFTP，NTP V4，V3，V2，V1，NTP SERVER或NTP Client可選擇。
10．NTP/SNTP吞吐量：滿足每秒10000次時間請求。
11．授時天線長度標配30m,可選40、50、60、80、100、120、150、200m。
12．對時精度：脈沖、B碼：0.1μS，串口：10μS ，NTP/SNTP：0.2-10ms，PTP:70 nS。
授時器的功能
1 時鐘裝置接收GPS 與北斗衛(wèi)星雙冗余時間源，為網絡各節(jié)點提供統一的標準時間；具有2個網絡物理上隔離的雙網口網絡授時功能。適用于多種操作系統（WINDOWS/路由器/Linux/Unix/工作站/服務器等）。“北斗”（BD）GPS時間源自動選擇，優(yōu)選GPS。即可以自動選擇接收北斗或是接收GPS來同步本地鐘。開機加電默認為接收GPS 同步。
2 面板可以顯示：①時、分、秒、年、月、日北京時間。② GPS與狀態(tài)信息。③ “北斗”（BD）的狀態(tài)信息。
3 內部配置10MHZ高穩(wěn)定恒溫晶體振蕩器作為頻率源，有守時保持功能。
4 有六個LED指示燈，分別表示：GPS燈—是否收到GPS衛(wèi)星的工作狀態(tài)；LINK燈—網絡鏈接狀態(tài)（未聯網時，熄滅；鏈接正常時，常亮；）；NTP燈—網絡模塊內部工作狀態(tài)；CLK燈—內部頻率源/本地鐘的工作狀態(tài)（正常時每秒閃爍一次）。
5 支持標準NTP/SNTP協議，10/100M以太網自適應。
6 有多種輸出接口，既適用于網絡環(huán)境，又適用于其它外部設備（計算機、服務器、大型時鐘顯示屏等）的校時。輸出接口如下：RJ45網絡接口二路, RS232接口四路，1PPS秒脈沖（TTL電平）一路。
7 時間服務器端設置軟件：IP地址及網絡參數設置軟件，確保網絡可靠安全。
8 支持網絡時間協議：NTP V3，SNTP V2，SNTP V3， SNTP V4，并兼容本服務器配置的客戶端校時軟件。
9 按鍵操作可查看內部狀態(tài)信息和日期、位置等各種工作參數。
10全模塊化即插即用結構設計，支持板卡熱插拔，配置靈活，維護方便，同時為將來現場網絡改造擴建時增加對時端口提供了方便。
GPS時鐘是一種利用全球衛(wèi)星定位系統（GPS）為基礎的高精度計時技術。GPS時鐘可以被廣泛應用于科學研究、網絡通信、電信、航空航天、測繪、軍事等領域。本文將對GPS時鐘技術進行分析，包括GPS時鐘原理、分類、GPS時鐘應用場景以及發(fā)展前景。
一、GPS時鐘原理
基本原理是，利用GPS衛(wèi)星廣播的時間信號，通過接收和處理這些信號，精確地計算出地球上的本地時間。GPS衛(wèi)星發(fā)送的信號包括導航信號和時間信號，其中時間信號采用了歷元計時方式，每個歷元約為20納秒（ns）。GPS時鐘通過接收多個衛(wèi)星的時間信號，通過計算獲得原子鐘，以此來實現高精度的本地時間計算。
為了保證精度和穩(wěn)定性，GPS時鐘一般采用高精度晶體振蕩器（OCXO）或原子鐘等高精度時鐘源，以確保接收到的時間信號精度達到納秒級別。同時，由于GPS衛(wèi)星距離地面較遠，信號傳輸存在大氣延遲等因素，GPS時鐘在處理時間信號時需要進行校正，以消除這些誤差。
二、分類
根據使用場景、功能和要求的精度等因素，可以將其分為多種類型。其中，常見的GPS時鐘類型包括以下幾種：
1.基準時鐘
基準時鐘是指用于生成其他時鐘信號的參考時鐘，其精度和穩(wěn)定性是其他時鐘信號的關鍵指標。基準時鐘一般采用原子鐘等高精度時鐘源，以保證其時間誤差和漂移盡可能小?；鶞蕰r鐘被廣泛應用于天文學、無線通信等領域。
2.同步時鐘
同步時鐘是指為了確保多個相關設備在時間上同步而使用的時鐘。同步時鐘需要具備高精度和高穩(wěn)定性，以避免設備之間的時間誤差影響系統運行。同步時鐘廣泛應用于電信、工業(yè)自動化、軍事等領域。
3.頻標時鐘
頻標時鐘是指具有較高頻率穩(wěn)定性的時鐘，用于校準其他普通時鐘的頻率。頻標時鐘一般采用銫鐘、氫鐘等高精度時鐘源，以確保其頻率穩(wěn)定度盡可能高。頻標時鐘被廣泛應用于衛(wèi)星通信、時頻測量等領域。
4.普通時鐘
普通時鐘是指用于一般應用的時鐘，其精度和穩(wěn)定性相對較低。普通時鐘一般采用晶體振蕩器等時鐘源，其精度約為毫秒或微秒級別。普通時鐘多用于智能手機、電腦等終端設備。
三、應用場景
由于GPS時鐘具有高精度、高穩(wěn)定性和高可靠性等特點，其在多個領域都有廣泛的應用。以下是GPS時鐘應用的一些場景：
1.空間通信
在空間通信中，用于保證衛(wèi)星和地面設備的時間同步。由于空間環(huán)境的特殊性，要求GPS時鐘具有較高的抗輻射能力和強韌性。
2.無線通信
在無線通信中，網絡同步和定位功能。GPS時鐘能夠精確地計算出信號傳輸的時間差，從而實現信號定位和數據同步。
3.軍事
在軍事領域中，用于精確定位和導航等方面。GPS時鐘能夠提供高精度的時間同步和位置信息，以支持各種戰(zhàn)術行動。
4.科學研究
在科學研究中，用于粒子物理學、宇宙學等領域的時間測量和事件觀測等方面。GPS時鐘能夠提供高精度的時間參考，以促進科學研究的進展。
四、發(fā)展前景
隨著網絡通信、工業(yè)自動化、物聯網等領域的快速發(fā)展，GPS時鐘將面臨更廣泛和更高要求的應用場景。未來，GPS時鐘可能會具備以下特點：
1.更高的精度
未來GPS時鐘可能會采用更高精度的時鐘源，以獲得更高的時間精度和更低的時間漂移，以滿足越來越嚴格的應用需求。
2.更高的可靠性
未來GPS時鐘可能會采用更可靠的通信協議和數據處理方式，以確保數據傳輸的準確性和穩(wěn)定性，以應對各種現實環(huán)境的挑戰(zhàn)。
3.更廣泛的應用場景
未來GPS時鐘將面臨更廣泛的應用場景，包括工業(yè)自動化、物聯網、智能交通等領域。隨著人工智能和大數據技術的不斷發(fā)展，GPS時鐘可能在更多領域發(fā)揮重要作用。
綜上所述，GPS時鐘是一種重要的高精度計時技術。隨著GPS技術和智能化技術的發(fā)展，GPS時鐘將在更多領域發(fā)揮重要作用，為各種應用提供更高的精度、更高的可靠性和更廣泛的功能。
