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GPS时钟同步系统（GPS授时系统,北斗时间服务器,GPS卫星钟）技术文档

随着电网规模的日益扩大、系统范围和分散控制的发展，全网时间同步变得越来越重要，时间的精度也变得越来越高。由于缺少统一技术要求和配置标准，也缺乏时钟同步和时间精度检测的有效手段，全省现有时间同步系统配置不尽相同，运行情况也不够稳定，部分时钟设备时间精度不能满足要求。据此，各省电力公司相继出台了《电网时钟同步系统技术规范》，济南唯尚电子有限公司生产的GPS同步系统诞生于此大环境，该系统不仅精度高、系统稳定、调试和维护方便，而且*符合《电网时钟同步技术规范》。
     本系统的GPS模块采用摩托罗拉的M12T。该模块能同时跟踪12颗卫星，1PPS定时精度小于20ns。它配有后备电池，在主电源关闭后数据和时间信息将被保留，这时下一次初始定位时间（TTFF）将小于50s。它的冷启动定位时间(TIFF)小于200s。
     系统硬件设计方面由32位高性能微处理器ARM9负责接收GPS模块时间、软件运算和部分串行接口，其它的串行接口和所有的对时脉冲信号均由FPGA输出，具有很强的灵活性。

GPS时钟同步系统的主要功能：

1．通过时钟系统使各系统包括DCS的分系统、基于MPCS的PLC、CEMS、SCADA等系统的各种数字系统的时间同步;

2．有用于小时、分钟和秒的分频器。不同的频率/时间显示器，可以在控制盘上自动或者手动调节;

3．有用于GPS时间和主时钟自动调整的天线;

4．支持单GPS、单北斗、双GPS、双北斗、 GPS/北斗双系统卫星接收机配置。

5．时钟系统使整个单元机组的各种设备获得一个统一的时间，zui大可以输出120路信号，15种不同接口信号（1PPS、1PPM、RS232、RS485、RJ45、IRIG-B、空接点等）有足够的接口满足各分系统的要求。

6．有与DCS以及该单元机组中的所有其它数字控制和监测系统同步的功能;

7．主时钟应至少有10个信号通道与扩展装置通信，每个通道上可以至少允许有5个扩展装置同时工作和自动对时。

8．装置采用全模块化即插即用结构设计，支持板卡热插拔，配置灵活，维护方便。为将来其它信号基准源(珈俐略卫星信号、上游地面链路的DCLS信号、PTP、NTP时间基准信号等) 的接入提供了方便，为今后建设三网合一的数字同步网打下基础。同时为将来现场改造扩建时增加或更改对时信号接口提供了方便。

9．采用双电源冗余供电，并选用高性能、宽范围开关电源，工作稳定可靠，装置电源供电自适应。（按订货技术协议配置，缺省为单电源。）

GPS时钟同步系统的详细参数：

1．时间源：GPS、北斗、CDMA、IRIG-B、恒温晶振OCXO、原子钟可选；

2．电源：220V/110V交、直流自适应,双电源冗余；

3．GPS接收频率：1575.42MHz,接收灵敏度：捕获<-160dBW，跟踪<-163dBW。捕获时间：装置冷启动时，<5min；装置热启动时，<1min。正常状态下可同时跟踪8～12颗GPS卫星；装置冷启动时不小于4颗卫星；装置热启动时不小于1颗卫星。内部电池：电池类型：锂电池；电池寿命：≮25000h。

4．北斗接收器：通道：6；接收机灵敏度：-157.6dBW；冷启动首捕时间：≤2秒；失锁重捕时间：≤1 秒；1PPS精度：优于100nS。

5．平均*间隔时间(MTBF)≥150000小时；平均维修时间（MTTR）：一般不大于30分，使用寿命不少于20年。正常使用条件下无须维护。

6．授时精度：脉冲、B码：0.1μS，串口：10μS ，NTP/SNTP：1-10ms；

7．时间保持单元守时精度：时间保持单元晶体振荡器选用OCXO，守时精度优于7*10-9(0.42μS/min)。