中国BPC电波授时编码

中国BPC电波授时编码

摘要：

BPC电波授时编码特征于：

帧周期为20秒，每分钟包含三帧；

以秒脉冲宽度表示四进制数的0、1、2、3，以四进制数表示相应的“分”、“时”、“日”、“月”、“年”、“星期”等时间信息；

以帧标志表示帧所在的时间段，以缺少秒脉冲作为帧间隔和帧预告标志；

采用码位复用技术。

本编码克服了现有的时间编码帧周期过长的缺陷，接收一帧时间信息所用的最少时间由1分钟减少到20秒，提高了接收机效率，降低了对抗干扰的要求。

名词术语解释：

时间编码：以数字脉冲信号的方式对“分”、“时”、“日”、“月”、“年”、“星期”等时间信息进行编码。

方波秒脉冲：数字脉冲信号的波形为方波，其周期为1秒。

帧(即时间信息帧)：一组包含“分”、“时”、“日”、“月”、“年”、“星期”等时间信息和必要的校验标志位的编码(或代码)。

帧周期：一帧的起始到下一帧的起始所用的时间。

背景技术：

电波授时是将高精度原子钟导出的精确时间信息，用时间编码方式，通过无线电发射装置以低频(20KHz—100KHz)无线电波进行传播，用户端利用无线电接收机接收信号并解调以恢复时间编码，再经过微处理器对编码进行解码得到精确时间信息。目前在德国，美国，英国，日本等国家，电波授时已广泛应用于电力，通信，民航，铁路以及个人计时器等各个领域。

电波授时所采用的时间编码是影响时间信息传播准确性和可靠性，以及发射接收装置制造难易程度的重要因素。现有时间编码包括DCF(德国)，MDF(英国)，WWVB(美国)，JJY/JG2AS(日本)等。这些时间编码的共同特征是：以方波秒脉冲形成时间编码；以脉冲前沿标志1秒的起始；以不同的脉冲宽度(即方波脉冲信号持续时间)表示二进制数的1或0；以二进制数表示“分”、“时”、

“日”、“月”、“年”、“星期”等时间信息；1分钟一帧，即周期为1分钟。

由于无线电波传播过程中不可避免地要受到各种干扰，因此信息失真、错码、漏码等就成为可能。虽然现有时间编码中设置了必要的校验位用于判断所接收信息的正解性，但这种简单的校验方式的误判率仍然较高。有效的做法也是目前被广泛采用的方法是：在接收信号时先利用校验码对每组编码进行初步校验，然后对连续接收到的二到三帧信息进行比较后作出最终判断。因此要接收到一组完整准确的时间编码信息至少要二到三分钟时间。这不仅使接收机的效率低，而且当干扰比较严重时，尤其是在远距离发射地，信号微弱或信号时有时无的情况下，使得接收信号非常困难甚至不可能。

编码技术方案：

本编码技术克服了现有时间编码帧周期过长的缺陷，可以提高接收机效率，减少由于干扰或信号微弱对接收信息的影响。

1.以方波秒脉冲的形式形成时间编码，不减少现有时间编码的帧信息容量，

将帧周期缩短为20秒；

2.每分钟包含三帧，并将每分钟划为三个时间段(0至19秒，20至39秒，40

至59秒)，使每帧各占一个时间段；

3.以帧标志表示帧所在的时间段；

4.每个方波秒脉冲宽度以不同的秒脉冲宽度表示四进制数0、1、2、3，以四

进制数表示相应的“分”、“时”、“日”、“月”、“年”、“星期”

等时间信息；

5.以缺少秒脉冲作为帧间隔和帧预告标志，每帧当中加入二个校验码，将每

个校验码之前所接收到的代码的值转换成二进制表达式后的“1”的个数配置成偶数和奇数；

6.利用一位代码可能的4个值，将某位代码赋予两种或两种以上的含义(称之

为“代码复用”)。

本编码技术所产生的有益效果：

接收一帧时间信息所用的最少时间由1分钟减少到20秒，采用三帧比较结果检错时，其最少时间由3分钟减少到1分钟，提高了接收机效率，降低了对

抗干扰的要求，并且在远离发射台，信号微弱的情况下接收时间信息成为可能。同时仍采用了以秒脉冲形式进行编码，与现有时间编码保持兼容。因此信号接收不需要昂贵的专用接收系统，可利用现有的接收芯片和成熟的解码技术可靠地接收授时信号，有利于电波授时技术在我国普及应用和加速发展。

附图为本发明实施例，现结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图中将一分钟的三个时间段折叠在一起，其包含的三帧所表示的时间信息是相同的。帧周期为20秒。方波秒脉冲有0.1S、0.2S、0.3S、0.4S四种脉冲宽度状态，分别表示四进制的0、1、2、3。采用四进制数表示时间信息增加了每位码位的信息容量。现有的时间编码都以二进制表示时间信息，是为了采用微处理器解码方便。但四进制只是数值的一种表示方式，并不影响微处理器把它作为二进制处理，或者采取简单的变换就可变成真正的二进制数。

1.P0设在每分钟0、20、40秒，以缺少秒脉冲使帧与帧隔开，同时作为帧起始

预告。

2.P1为帧标志，P1＝0表示帧起于第1秒，P1＝1表示帧起始于21秒，P1＝2

表示帧起始于41秒。帧标志是必需的，它用来确定整分的起始。例如：当接收完一组包含着“10时38分”的时间编码时，如果帧标志标明该帧为第二帧，就可以在下一帧的起始时标定为10时38分41秒，再过20秒便是10时39分的起始。

3.P2为预留位。用于需要要扩充信息。

4.P3是校验位，与“午前”、“午后”标志复用。0和2表示“P1”、“P2”、

“时”、“分”、“星期”各位码的值转换成二进制表达式后，其“1”的个数为偶数，1和3表示“P1”、“P2”、“时”、“分”、“星期”各位码

的十转换成二进制表达式后，其“1”的个数为奇数，0和1同时表示午前，2和3同时表示午后。

5.P4是校验位与“年”的最高位利用。0和2表示“日”、“月”、“年”的

低三位各位码的值转换成二进制表达式后，其“1”的个数为偶数；1和3表示“日”、“月”、“年”的低三位各位码的值转换成二进制表达式后，其“1”的个数为奇数；0和1同时表示“年”的最高位的值为0；2和3同时表示“年”的最高位的值为1。

图中帧状态的时间编码为：0021033021021030101。表示的时间信息为：2004年3月9日，星期二，午前09时15分。该帧起始时间为：15分01秒。

《导航定位与授时》稿件格式模板

《导航定位与授时》稿件格式模板 字体字号行距等供参考，主要是相关内容要素（注意中英文摘要及图题表题需要中英文对照）齐全即可。 巡航导弹红外成像导引头辅助导航技术研究* （题名：三号黑体居中，20汉字之内，也不应出现非共知共用的缩略语、符号和代号等。） 朱××，杨××（作者姓名，五号楷体） （西北工业大学航天学院，陕西西安710072）（作者单位，五号楷体） 摘要：针对巡航导弹中制导段飞行时间长、纯惯性导航精度低、中/末制导交接班困难的问题，提出了一种基于红外成像导引头/捷联惯导的新组合导航方案。巡航导弹中制导段红外成像导引头识别并跟踪已知坐标的地标点（或地物），采用卡尔曼滤波算法实现导引头和捷联惯导的信息融合，从而获取较高精度的导航信息。建立了红外成像导引头/捷联惯导组合导航系统的数学模型，给出了一种基于无迹卡尔曼滤波（UKF）的信息融合算法并进行了数字仿真。仿真结果表明，该方案可以实现巡航导弹中制导段高精度导航。 （摘要：五号，楷体，通栏。注：摘要采用报道性文摘，应拥有与论文同等量的主要信息，中英文摘 要均须包括研究目的、方法、结果和结论四要素，突出工作创新性。一般以200-300字左右为宜。） 关键词：巡航导弹；红外成像导引头；捷联惯导；组合导航；卡尔曼滤波 （关键词：五号，楷体，通栏。应给出3-8个关键词） 中图分类号：查阅网站中国图书馆图书分类法文献标识码：A 文章编号： Research on aided navigation technology for cruise-missile IR imaging seeker （英文题名：三号Times New Roman居中。首字母和缩写单词大写，其他小写。） ZHU Xue-ping, YANG Jun （姓氏的全部字母大写，复姓连写，名字的首字母大写，双名中间加连字符） （College of Astronautics, Northwestern Polytechnical University，Xi’an 710072，China） Abstract：A new integrated navigation scheme is put forward based on IR imaging seeker/strap-down inertial nav-igation regarding the problems of long flight time in midcourse guidance phase for cruise-missile, low inertial nav-igation accuracy and difficulty in midcourse/terminal guidance handover. Cruise-missile IR imaging seeker identi-fies and tracks landmark points (or surface features) by known coordinate in midcourse navigation phase, and em-ploys Kalman filtering algorithm to carry out information fusion between seeker and strap-down inertial naviga-tion,then it gains navigation information with high accuracy. The mathematical model of integrated navigation sys-tem is established and an information fusion algorithm based on UKF is drawn out with mathematical simulation. The simulation results show that this scheme can reach navigation with high accuracy in cruise-missile midcourse phase. （英文摘要：能准确译出中文摘要最佳，也可适当扩充一些重要信息，原则上中文摘要编写的注意事项都适用于英文摘要，但还应遵循英语的表达方式和语言规范，不可逐词逐句硬性翻译。所做的工作使用一般过去时加被动语态，结论用一般现在时。摘要中勿出现文献号。） Keywords: Cruise missile; IR imaging seeker; Strap-down inertial navigation; Integrated navigation; Kalman filtering （关键词：首字母大写。） 0 引言（一级标题：小四黑体，上下各空一行。）（引言：应介绍论文的写作背景和目的，充分概括相关领域内前人所作研究，目前研究的热点、存在问题，作者的意图与分析的依据，研究的内容及前

电磁波实验报告

电磁场与微波技术 实验报告 院系： 班级： 姓名： 学号： 指导老师：

实验一线驻波比波长频率的测量 一、实验目的 1、熟练认识和了解微波测试系统的基本组成和工作原理。 2、掌握微波测试系统各组件的调整和使用方法。 3、掌握用交叉读数法测波导波长的过程。 二、实验用微波元件及设备简介 1．波导管：本实验所使用的波导管型号为BJ—100，其内腔尺寸为α＝22.86mm，b＝10．16mm。其主模频率范围为8．20～12．50GHz，截止频率为6．557GHz。2．隔离器：位于磁场中的某些铁氧体材料对于来自不同方向的电磁波有着不同的吸收，经过适当调节，可使其对微波具有单方向传播的特性(见图1)。隔离器常用于振荡器与负载之间，起隔离和单向传输作用。 3．衰减器：把一片能吸收微波能量的吸收片垂直于矩形波导的宽边，纵向插入波导管即成(见图2)，用以部分衰减传输功率，沿着宽边移动吸收片可改变衰减量的大小。衰减器起调节系统中微波功率以及去耦合的作用。 图 1 隔离器结构示意图图2 衰减其结构示意图 4．谐振式频率计（波长表）： 图3 a 谐振式频率计结构原理图一图3 b 谐振式频率计结构原理图二 1. 谐振腔腔体 1. 螺旋测微机构 2. 耦合孔 2. 可调短路活塞 3. 矩形波导 3. 圆柱谐振腔 4. 可调短路活塞 4. 耦合孔 5. 计数器 5. 矩形波导 6. 刻度 7. 刻度套筒 电磁波通过耦合孔从波导进入频率计的空腔中，当频率计的腔体失谐时，腔里的电磁场极为微弱，此时，它基本上不影响波导中波的传输。当电磁波的频率

满足空腔的谐振条件时，发生谐振，反映到波导中的阻抗发生剧烈变化，相应地，通过波导中的电磁波信号强度将减弱，输出幅度将出现明显的跌落，从刻度套筒可读出输入微波谐振时的刻度，通过查表可得知输入微波谐振频率。(图3a) 或从刻度套筒直接读出输入微波的频率(图3b)。两种结构方式都是以活塞在腔体中位移距离来确定电磁波的频率的，不同的是，图3a读取刻度的方法测试精度较高，通常可做到5×10－4，价格较低。而见图3b直读频率刻度，由于在频率刻度套筒加工受到限制，频率读取精度较低，一般只能做到3×10－3左右且价格较高。 5．驻波测量线：驻波测量线是测量微波传输系统中电场的强弱和分布的精密仪器。在波导的宽边中央开有一个狭槽，金属探针经狭槽伸入波导中。由于探针与电场平行，电场的变化在探针上感应出的电动势经过晶体检波器变成电流信号输出。 6．匹配负载：波导中装有很好地吸收微波能量的电阻片或吸收材料，它几乎能全部吸收入射功率。 7．微波源：提供所需微波信号，频率范围在8．6～9．6GHz内可调，工作方式有等幅、方波、外调制等，实验时根据需要加以选择。 8．选频放大器：用于测量微弱低频信号，信号经升压、放大，选出1kHz附近的信号，经整流平滑后由输出级输出直流电平，由对数放大器展宽供给指示电路检测。 三、实验内容及过程 1.微波信号源的调整： 频率表在点频工作下，显示等幅波工作频率，在扫频工作下显示扫频工作频率，在教学下，此表黑屏。电压表显示体效应管的工作电压，常态时为12.0 0.5V，教学工作下可通过“电压调节钮”来调节。电流表显示体效应管的工作电流，正常情况小于500毫安。 2.测量线探针的调谐： 我们使用的是不调谐的探头，所以在使用中不必调谐，只是通过探头座锁紧螺钉可以将不调谐探头活动2mm。 3.用波长计测频率： (1)在测量线终端接上全匹配负载。 (2)仔细微旋波长计的千分尺，边旋边观测指示器读数。由于波长计的q值非常 高，谐振曲线非常尖锐，千分尺上0.01mm的变化都可能导致失谐与谐振两种状态之间切换，因此，一定慢慢地仔细微旋千分尺。记下指示器读数为最小时（注意：如果检流指示器出现反向指示，按下其底部的按钮，读数即可）的千分尺读数并使波长计失谐。 (3)由读得的千分尺刻度可在该波长计的波长表频率刻度对照表上读得信号源的工作频率。 4.交叉读数法测量波导波长： (1)检查系统连接的平稳，工作方式选择为方波调制，使信号源工作于最佳状态。 (2)用直读式频率计测量信号频率，并配合信号源上的频率调谐旋钮调整信号源的工作频率，使信号源的工作频率为9370MHz。

BPC电波授时信号伪造

时间都去哪了？！ ——BPC电波授时信号的“零成本”伪造 阿里巴巴移动安全 工作日，上班路上，看一眼情人节女友刚送的六局电波表。咦，出门明明还早，怎么眼看要迟到！别慌，可能只是你被“黑”了。 什么，你戴iWatch？那可以看看这篇：GPS信号伪造。 电波钟/表顾名思义就是通过接收电波授时信号实现自动对时的钟表。以“电波表”为关键字在淘宝搜索，可以看到相关产品很多。其中主要是几个日系的手表大厂，如卡西欧、西铁城、精工、东方双狮等，此外国产品牌也有几个，就不一一列举了。我们后面实验中用到的是一台挂钟，由国产品牌康巴丝生产。 授时电波一般由国家负责标准时间的专门机构进行播发。所广播的时间是国家标准时，由多台高精度原子钟组成的守时钟组产生。授时电波采用频率低于100千赫的长波波段，不易被遮挡，因此一个发射站就可以基本覆盖一国国土。中英美日德等国有各自标准的长波授时服务，不仅名称不一，所用的频率和编码也不同，也就是开头提到的所谓六局（日本面积虽小，但有两局）. 我国的长波授时服务BPC，由中科院国家授时中心与某企业合作建立，面向民用。BPC广播站设立在河南商丘，频率为68.5千赫。采用脉宽调制，码率1赫兹。每个编码脉冲宽度为0.1s，0.2s，0.3s或0.4s，分别代表四进制的 0，1，2，3。而这一串四进制的数字是由播发时刻的秒、时、分、星期、日、月、年插入几个校验位组成的，长度为20s，并无任何加密手段。也就是说20秒的信号才可以完整传达当前日期和时间。这一编码方式相比其他各国60秒一帧的方法，对时过程更快。另外需要提醒一下，BPC电波授时编码属于

某企业的专利技术，不能私自用于商业盈利。既然是专利，就不妨再公开引用一次，编码示意图如下。 说了这么多，同学们应该对电波授时和电波钟表也有了大概的了解。下面讲讲如何“黑”的问题。思路很简单：伪造授时电波信号，盖过真正的BPC电波，电波钟也就乖乖听咱的了。 如何产生信号呢，我们采用了一台安捷伦最新款PSG系列信号发生器——开玩笑的，我司怎会有这，只有笔记本电脑。好吧，就用笔记本。是的，就用笔记本！ 笔记本电脑就位后，照着专利说明书写一个程序，将日期时间翻译成BPC编码，然后将编码通过电脑自带的音频输出播放出来。为了避免笔记本自身杂散电磁辐射造成干扰，我们利用耳机作为播放设备。为了增强信号强度，我们把耳机粘在钟表背后靠近接收天线的位置，把音量调到最大。编造一个错误的时间，运行程序开始发播信号，人耳可以听见脉冲通断的声音。按下电波钟背后的对时按钮三秒钟，表针暂停，进入对时模式。静待几分钟，电波钟从信号中获取错误的时间，表针快速旋转至指定时间，对时成功！ （对时过程有视频为证，点击查看视频） 讲到这里，肯定有同学要说，声卡最高只能输出22千赫的声音，怎么能发出68.5千赫，还是电波信号，你不要骗我！且慢，其实是笔者刚有意漏掉一个关键点现在来讲。电

北斗卫星导航系统空间信号授时设计分析

北斗卫星导航系统空间信号授时设计分析 摘要 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。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。随着北斗系统建设和服务能力的发展，相关产品已广泛应用于交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、测绘地理信息、森林防火、通信时统、电力调度、救灾减灾、应急搜救等领域，逐步渗透到人类社会生产和人们生活的方方面面，为全球经济和社会发展注入新的活力。 关键词：卫星导航系统；精准授时；卫星定位；北斗系统

目录 摘要 (1) 第1章绪论 (1) 1.1 课题研究背景 (1) 1.2 理论概述 (1) 第2章北斗系统 (2) 2.1北斗一号 (2) 2.2北斗二号 (2) 第3章授时分析 (3) 3.1基本概念 (3) 3.2授时原理 (3) 3.3北斗授时 (5) 第4章误差分析 (6) 第5章总结 (6) 参考文献 (8)

第1章绪论 1.1 课题研究背景 中国北斗卫星导航系统（英文名称：BeiDou Navigation Satellite System，简称BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。 2020年6月23日，北斗三号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心点火升空。 北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。 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。随着北斗系统建设和服务能力的发展，相关产品已广泛应用于交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、测绘地理信息、森林防火、通信时统、电力调度、救灾减灾、应急搜救等领域，逐步渗透到人类社会生产和人们生活的方方面面，为全球经济和社会发展注入新的活力。 卫星导航系统是全球性公共资源，多系统兼容与互操作已成为发展趋势。中国始终秉持和践行“中国的北斗，世界的北斗”的发展理念，服务“一带一路”建设发展，积极推进北斗系统国际合作。与其他卫星导航系统携手，与各个国家、地区和国际组织一起，共同推动全球卫星导航事业发展，让北斗系统更好地服务全球、造福人类。 1.2 理论概述 卫星导航、定位和授时系统中需解决的技术问题有： （1）系统时间建立的概念及实现方法 在现代卫导系统中，为了保证系统中各个钟的精确同步，需要一个准确、稳定和可靠的时间参考，这通常是以系统中的部分钟或全部的钟为基础。利用统计平均的方法建立一个系统时间来实现。其建立的概念和实现方法，直接影响到系统时间的好坏，进而影响到整个卫导系统中各个钟的同步。这个研究对系统中原子钟的选择与配置也有指导意义。 （2）系统时间与UTC协调方法 系统时间与UTC协调方法是授时所必要的。这需要研究国际标准时间到系统时间传递的各个环节，是提高授时准确度中的最要一环。 （3）系统钟的同步方法 这主要涉及到系统中各个钟的精确数据的收集方法和控制方法，要研究相对论效应对星载钟同步的影响。比对测量和钟驾驭方法的研究是它的基础。

无线控制授时技术(RCT)及其应用

无线控制授时技术(RCT) ＣＴ发射机及接收机技术原理、ＲＣＴ编码技术以及ＲＣＴ技术目前在各国的应用情况。给 关键词：无线控制授时 BPC WWCB MSF DFC JJY RCT １Ｃ 情况正确的时间在人们日常生活中是不可或缺的。随着微处理器在家用电器、工业产品中的日益普及，许多产品中嵌入了时间处理、显示模块。目前多数产品中的时钟源由晶体振荡产生比较精确的时间。但是在许多场合，由于晶体振荡需要电源供给，在掉电或更换电池时，原有时间会丢失，系统时间被复位，此时必须依照广播、电视或电话公司提供的标准时间手工重新校对；另外在跨时区旅行时，也需要重新校对时间。这给人们带来许多不便。目前随着ＲＣＴ技术的应用，使得需要标准时间的系统通过内嵌微型ＲＣＴ接收装置自动设置标准时间，时间精度一般为秒级且与国家标准时间同步、无需手工调整。从而实现了计时装置计量时间和显示时间的精确性（与授时中心的标准时间同步）、统一性（所有接收该时间信号的计时装置都显示同一时间）。在ＲＣＴ技术广泛应用之前，也有使用ＧＰＳ（全球定位系统）接收标准时间的装置，但由于其电路复杂、成本高昂而没有得到普及。在北美及欧洲，由于ＲＣＴ技术的普及，使得市场对具有自动接收时间功能的钟表及其它计时装置产生了很高的需求。不同的国家使用了不同的时间编码格式和发射频率。表１给出了目前已发射长波授时信号的几个主要国家的时间编码标准及其使用频率。表1 各国RCT技术使用的时间编码及发射频率国家名时间编码标准发射基站地点使用的频率发射功率接收半径中国BPC陕西西安68.6kHz100kW2000km美国WWVBFort Collins60kHz50kW2000km英国MSFRugby60kHz251200km 德国DFCFrankfurt77.5kHz50kW1500km日本JJY40JJY60本州福岛九州富网40kHz60kHz50kW50kW1000km1000km①中国的长波授时编码标准为ＢＰＣ。目前该长波授时的时间编码还未正式公开，其专利由西安高华实业有限公司持有。同时该公司也是中国第一台长波授时电波钟的开发者。②美国的长波授时编码标准为ＷＷＶＢ，发射基站位于Ｃｏｌｏｒａｄｏ州的ＦｏｒｔＣｏｌｌｉｎｓ。由于美国只建有一个长波授时的发射站，因而在距离发射站较远的地区信号较弱，对接收芯片的灵敏度要求比较高。③英国的长波授时编码标准为ＭＳＦ，发射基站位于Ｔｅｄｄｉｎｇｔｏｎ的Ｒｕｇｂｙ。由于英国本土面积较小，一个长波授时发射站就可以覆盖英伦三岛，时间编码信号较强，对接收芯片的灵敏度要求不高。④德国的长波授时编码标准为ＤＣＦ，与ＭＳＦ类似。２０世纪５０年代末，德国就在Ｆｒａｎｋｆｕｒｔ建立了长波授时中心。德国国土面积较小，且ＤＦＣ的长波授时信号发射站功率很强，是ＲＣＴ技术中对接收芯片的灵敏度要求最低的，因而比较容易开发。⑤日本的长波授时编码标准为ＪＪＹ。由于日本地形狭长，在本洲福岛的４０ｋＨｚ（ＪＪＹ４０）发射机不能覆盖日本全国。日本通信综合研究所于２００１年１０月在九州富冈新建了６０ｋＨｚ的授时发射站（ＪＪＹ６０）。[!--empirenews.page--]图2 MSF授时信号编码格式２ＲＣＴ的技术原理无线控制授时系统由时间编码信号的长波授时发射台及其接收装置共同组成。最初的无线授时系统（包括短波授时和长波授时）只应用于军事目的,现已转为民用。２．１无线控制授时系统的授时信号发送原理ＲＣＴ系统授时信号发送装置的系统构成如图１所示。首先，通过在标准授时中心内的铯（或铷）原子钟产生标准时间。例如，铯原 进行分频产生实时的标准时间信息，如年、月、日、时、分、秒、毫秒、微秒等。然后将标准时间信号传送给时间编码发生器编码，编码后的时间信号通过调制器调制到长波载波信号（４０ｋＨｚ～８０ｋＨｚ）上，经过功率放大器将信号沿传输线传送到天线塔发射出去。由于授时信号属于长波信号，以地波形式沿地球表面传播。２．２ＲＣＴ技术系统授时信号的接收原理ＲＣＴ接收机通过内置微型无线接收系统接收长波时间编码信号，由专用芯片

GPS授时系统

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9 10-．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

北邮电磁场与电磁波实验报告

信息与通信工程学院 电磁场与电磁波实验报告 题目：校园信号场强特性的研究 姓名班级学号序号薛钦予2011210496 201121049621

一、实验目的 1.掌握在移动环境下阴影衰落的概念以及正确的测试方法； 2.研究校园内各种不同环境下阴影衰落的分布规律； 3.掌握在室内环境下场强的正确测量方法，理解建筑物穿透损耗的概念； 4.通过实地测量，分析建筑物穿透损耗随频率的变化关系； 5.研究建筑物穿透损耗与建筑材料的关系。 二、实验原理 1、电磁波的传播方式 无线通信系统是由发射机、发射天线、无线信道、接收机、接收天线所组成。对于接受者，只有处在发射信号的覆盖区内，才能保证接收机正常接受信号，此时，电波场强大于等于接收机的灵敏度。因此基站的覆盖区的大小，是无线工程师所关心的。决定覆盖区的大小的主要因素有：发射功率，馈线及接头损耗，天线增益，天线架设高度，路径损耗，衰落，接收机高度，人体效应，接收机灵敏度，建筑物的穿透损耗，同播，同频干扰等。 电磁场在空间中的传输方式主要有反射﹑绕射﹑散射三种模式。当电磁波传播遇到比波长大很多的物体时，发生反射。当接收机和发射机之间无线路径被尖锐物体阻挡时发生绕射。当电波传播空间中存在物理尺寸小于电波波长的物体﹑且这些物体的分布较密集时，产生散射。散射波产生于粗糙表面，如小物体或其它不规则物体﹑树叶﹑街道﹑标志﹑灯柱。 2、尺度路径损耗 在移动通信系统中，路径损耗是影响通信质量的一个重要因素。大尺度平均路径损耗：用于测量发射机与接收机之间信号的平均衰落，即定义为有效发射功率和平均接受功率之间的（dB）差值，根据理论和测试的传播模型，无论室内或室外信道，平均接受信号功率随距离对数衰减，这种模型已被广泛的使用。对任意的传播距离，大尺度平均路径损耗表示为： ()[]()() =+（式1） 010log/0 PL d dB PL d n d d 即平均接收功率为： ()[][]()()()[]() =--=- Pr010log/0Pr010log/0 d dBm Pt dBm PL d n d d d dBm n d d （式2）其中，定义n为路径损耗指数，表明路径损耗随距离增长的速度，d0为近地参考距离，d为发射机与接收机之间的距离。公式中的横杠表示给定值d的所有可能路径损耗的综合平均。坐标为对数－对数时，平均路径损耗或平均接收功率可以表示为斜率10ndB /10 倍程的直线。n依赖于特定的传播环境，例如在自由空间，n为2；当有阻挡物时，n比2大。

北斗卫星导航和授时系统的地位和作用

北斗卫星导航和授时系统的地位和作用各国对自主建设卫星导航和授时系统的必要性，均有充分认识。 一、空间战略发展的需要 卫星导航系统是空间战略系统的重要组成部分，也是大国综合实力的体现。同时，卫星上天需要轨道位置，系统运行也需要频率资源。目前这些资源的大部分，已被美国的GPS和俄罗斯的格罗纳斯所占据，在剩余的资源中，按照“先用先赢”的国际法原则，北斗系统先建成，就先占用，而欧盟的伽利略系统由于只发射了４颗卫星，已注定在这场空间资源争夺赛中败下阵来。我们在空间战略上，已抢占了主动把握了先机。 二、国家安全的战略需要 2003年3月20日，伊拉克战争爆发，美军大批轰炸机、巡航导弹猛扑巴格达，炸弹和导弹一一精准命中目标，迅速摧毁了伊军作战力量。其中，指引方向和提供定位的，正是美军卫星导航系统—GPS。我们使用他国的卫星导航和授时系统，将在诸多方面受困：一是使用权上受制于人。伊拉克战争期间，我国的一艘远洋货轮就因拒绝了美军拦截检查，船用GPS导航仪遭信号关闭，被迫停驶。二是使用精度上受制于人。目前，世界上应用最广泛是美国的GPS系统，但其高精度的军用信号就连英国、法国等国也享用不到。所以，欧盟联合研制了自己的卫星导航系统—伽利略系统。三是易受电子欺骗。在战时，敌人可通过GPS系统注

入定位和时间误差，实施欺骗，这将导致导弹失准，指控失调、作战失败的灾难性后果。美、俄等国明确规定，国家安全系统不允许使用国外导航定位和授时服务。 三、社会经济发展的需要 卫星导航系统作为重要的空间基础设施，具有巨大的社会经济效益，有力地促进了国家经济建设，推动了社会发展。目前，已在测绘、电信、水利、气象、煤炭、交通、渔业、勘探、农业、森林防火和应急救援等各个领域发挥着重要作用。同时导航系统本身就是一个巨大的市场，而目前全球95%的市场份额被GPS所占据。

国家电网公司_时钟同步标准

ICS XX. XX Q/GDW 国家电网公司企业标准 Q/GDW XXX.1-200X 电网时间同步系统技术规范Technical Specification for Time Synchronism System of Grid （征求意见稿） 2008年01月 200X-XX-XX发布200X-XX-XX实施 国家电网公司发布

前言 目前，我国电网各厂站和调度控制中心主站大多配备了以GPS为主的分散式时间同步系统，各网、省公司也出台了相应的技术规范。但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，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。由调度自动化系统、变电站自动化系统、故障录波装置和安全自动装置等电力二次系统或设备提供的事件记录数据，存在时间顺序错位，难以准确描述事件顺序，不能给电网事故分析提供有效的技术支持。 为了规范、指导我国电网时间同步系统的设计、建设和生产运行，满足电网事故分析的要求，特制订《电网时间同步系统技术规范》。 《电网时间同步系统技术规范》根据国内外涉及时间统一技术的有关标准、规范和要求，本着“资源整合，信息共享”的原则，结合我国电网的工程实践和时间同步系统的现状制订而成，其要点如下： 规范时间同步系统结构、功能和技术要求； 规范调度主站、变电站的时间同步系统配置标准； 规范时间同步系统电气接口和信号类型； 统一IRIG-B 时码实现电力二次设备与时间同步系统的对时； 结合技术的发展，构建基于地面时钟源的电网时间同步系统。 本标准由国家电网公司生产技术部提出。 本标准由国家电网公司科技部归口。 本标准由江苏省电力公司江苏电力调度通信中心负责起草，国家电网公司国家电力调度通信中心、江苏省电力设计院、江苏省电力试验研究院、中国电力科学研究院、上海电力调度通信中心等单位参加编制。 本标准的主要起草人：

北斗三号授时系统设计分析

北斗三号授时系统设计分析 摘要 近日，中国科学院国家授时中心时间频率基准实验室研究人员利用北斗三号卫星，采用双频共视法，实现了我国时间基准UTC(NTSC)与捷克国家时间基准UTC(TP) 的亚欧长基线国际时间比对。在当前北斗三号共视可视卫星比北斗二号数少一半的情况下，达到共视比对精度1.2ns，提升幅度约19%。目前，北斗三号已经成功发射了19颗全球组网卫星，包括18颗正常服务的MEO卫星和一颗在轨测试的GEO卫星，其基本系统现已建成并开始提供全球服务。北斗三号卫星上搭载了更高性能的铷原子钟和氢原子钟，铷原子钟天稳定度为E-14量级，氢原子钟天稳为E-15量级，比北斗二号星载钟的稳定度提高了一个数量级。 关键词：北斗三号；原子钟；授时精度

第1章绪论 1.1 研制背景 从建立一个现代化国家的大系统工程总体考虑，导航定位和授时系统应该说是基础中的基础，它对整体社会的支撑几乎是全方位的，星基导航和授时是未来发展的必然趋势。美国投入巨资建成了全球定位系统（GPS），俄罗斯也使自己的全球导航卫星系统（GLONASS）投入了运行。欧盟一些国家也正在联合开展伽利略（Galileo）卫星导航系统的研制。 孙家栋院士这样评价北斗：“卫星导航，只有想不到，没有做不到。未来，北斗将为我国提供统一的时空基准服务，在我国国家安全和国民经济社会各领域得到广泛应用，保障国家国家经济社会安全，转变国民经济发展方式，成为战略性新兴产业，促进信息化建设的跨越式发展。”一方面，我们“不能把登山的保险绳交到别人手里”，发展北斗是保障我国国家安全的重要举措，另一方面，我们“不愿自己家的钥匙掌握在别人手里”，发展北斗有利于促进社会经济的发展，人民生活水平的提高。 第2章北斗卫星的授时系统 2.1 授时原理 授时是指接收机通过某种方式获得本地时间与北斗标准时间的钟差，然后调整本地时钟使时差控制在一定的精度范围内。卫星导航系统通常由三部分组成：导航授时卫星、地面检测校正维护系统和用户接收机。对于北斗一号局域卫星系统，地面检测中心要帮助用户一起完成定位授时同步。 2.1.1单向授时 北斗时间为中心控制站精确保持的标准北斗时间，用户钟时间为用户钟的钟面时间，若两者不同步存在钟差，则北斗时间和用户钟时间虽然读数相同其出现时刻却是不同的。地面中心站在出站广播信号的每一超帧单向授时就是用户机通过接收北斗通播电文信息，由用户机自主计算出钟差并修正本地时间，使本地时间和北斗时间同步。周期内的第一帧数据段发送标准北斗时间（天、时、分信号与时间修正数据）和卫星的位置信息，同时把时标信息通过一种特殊的方式调制在出站信号中，经过中心站到卫星的传输延迟、卫星到用户机的延迟以及其它各种延迟（如对流层、电离层等）之后传送到用户机，也就是说用户机在本地钟面时间为观测到卫星的时间，由用户机测量接收信号和本地信号的时标之间的时延获得，后则根据导航电文中的卫星位置信息、延迟修正信息以及接收机事先获取的自身位置信息计算。 一般来说，对已知精密坐标的固定用户，观测1颗卫星，就可以实现精密的时间测量或者同步。若观测2颗卫星或者更多卫星，则提供了更多的观测量，提高了定时的稳健性。 2.1.2双向授时 双向授时的所有信息处理都在中心控制站进行，用户机只需把接收的时标信号返回即可。为了说明方便，给出简化模型：中心站系统在T0时刻发送时标信号ST0，该时标信号经过延迟后到达卫星，经卫星转发器转发后经到达授时用户机，用户机对接收到的信号进行的处理也可看做信号转发，经过空间的传播时延到达卫星，卫星把接收的信号转发，经过空间的传播时延传送回中心站系统。也即表示时间T0的时标信号ST0，最终在T0 + + + + 时刻重新回到中心站系统。中心站系统把接收时标信号的时间与发射时刻相差，得到双向传播时延+ + + ，除以2得到从中心站到用户机的单向传播时延。中心站把这个单向传播时延发送给用户机，定时用户机接收到的时标信号及单向传播时延计算出本地钟与中心控制系统时间的差值修正本地钟，使之与中心控制系统的时间同步。 2.1.3 双向授时和单向授时的对比 从双向授时和单向授时的原理介绍中可以看出，双向授时和单向授时的主要差别在于从中心站系统到用户机传播时延的获取方式：单向授时用系统广播的卫星位置信息按照一定的计算模型由用户机自主计算单向传播时延，卫星位置误差、建模误差（对流层模型、电离层模型等）都会影响该时延的估计精度，从而影响最终的定时精度；双向授时无需知道用户机位置和卫星位置，通过来回双向传播

如何使电脑时间每分钟与中国国家授时中心的标准时间同步的方法(图解)

如何使电脑时间每分钟与中国国家授时中心的标准时间的 比对方法 中国国家授时中心的时间服务器IP地址！(210.72.145.44)， 大家都知道计算机电脑的时间是由一块电池供电保持的，而且准确度比较差经常出现走时不准的时候。通过互联网络上发布的一些公用网络时间服务器NTP server，就可以实现自动、定期的同步本机标准时间。 以前由于国内没有可用的时间服务器地址，我们只能依靠windows系统默认的windows 或NIST等境外的时间服务器同步时间，但存在着访问堵塞、时间延迟大（同步精度低）等因素的影响。而现在中国的国家授时中心终于发布了一个时间服务器地址，大家终于可以用国人自己的标准时间啦！经我测试速度快、可靠性高，避免了我们总要把自己的时间也要与国外看齐的状况持续下去！ 步骤一：采用Windows、linux等操作系统自带的时间同步功能 对于Windows 2000和XP操作系统，自身已经集成了自动对时功能，本网站其他文章介绍了不少操作方法，在此仅以XP操作系统为例介绍一下。 双击系统托盘下方的时间（详细操作参见本站Windows时间同步服务配置方法），在服务器地址栏输入国家授时中心服务器的IP地址(210.72.145.44)，然后点击“确定”按钮保存下来就行了。 步骤二：修改注册表，提高时间同步精度 由于系统默认的时间同步间隔是7天，我们无法自由选择，使得这个功能在灵活性方面

大打折扣。其实，我们也可以通过修改注册表来手动修改它的自动同步间隔以提高同步精度，以下以XP系统为例。 1. 在“开始”菜单→“运行”项下输入“Regedit”进入注册表编辑器 2. 展开 [ HKEY_LOCAL_MACHINESYSTEMCurrentControlSetServicesW32TimeTimeProvidersNtpCl ient ] 分支，并双击SpecialPollInterval 键值，将对话框中的“基数栏”选择到“十进制”上 3. 对话框中显示的数字正是自动对时的间隔(以秒为单位)，比如默认的604800就是由7(天)×24(时)×60(分)×60(秒)计算来的。设定时间同步周期（建议设为900=15分钟或3600=1小时等周期值），填入对话框，点击确定保存关闭对话框。 4. 在Parameters列表中，将NtpServer键值修改为国家授时中心服务器的IP地址(210.72.14 5.44)，然后点击“确定”按钮保存。

GPS服务授时系统技术建设方案

GPS服务授时系统产品技术建设方案 二〇一二年二月

技术简介 授时系统的时钟同步也叫“对钟”。要把分布在各地的时钟对准（同步起来），最直观的方法就是搬钟，可用一个标准钟作搬钟，使各地的钟均与标准钟对准。或者使搬钟首先与系统的标准时钟对准，然后使系统中的其他时针与搬钟比对，实现系统其他时钟与系统统一标准时钟同步。所谓系统中各时钟的同步，并不要求各时钟完全与统一标准时钟对齐。只要求知道各时钟与系统标准时钟在比对时刻的钟差以及比对后它相对标准钟的漂移修正参数即可，勿须拨钟。只有当该钟积累钟差较大时才作跳步或闰秒处理。因为要在比对时刻把两钟“钟面时间对齐，一则需要有精密的相位微步调节器会调节时钟用动源的相位，另外，各种驱动源的漂移规律也各不相同，即使在两种比对时刻时钟完全对齐，比对后也会产生误差，仍需要观测被比对时钟驱动源相对标准钟的漂移规律，故一般不这样做。在导航系统用户设备中。除授时型接收机在定位后需要调整1PPS信号前沿出现时刻外（它要求输出秒信号的时刻与标推时钟秒信号出现时刻一致），一般可用数学方法扣除钟差。 时间同步的另一种方法是用无线电波传播时间信息。即利用无线电波来传递时间标准．然后由授时型接收机恢复时号与本地钟相应时号比对，扣除它在传播路径上的时延及各种误差因素的影响，实现钟的同步。随着对时钟同步精度要求的不断提高，用无线电波授时的方法，开始用短波授时（ms级精度），由于短波传播路径受电离层变化的影响，天波有一次和多次天波，地波传播距离近，使授时精度仅能达到ms级。后来发展到用超长波即用奥米伽台授时，其授时精度约10μs左右，后来又用长波即用罗兰C台链兼顾授时，其授时精度可达到μs，即使罗兰C台链组网也难于做到全球覆盖。后来又发展到用卫星钟作搬钟。用超短波传播时号．通过用户接收共视某颗卫星，使其授时精度优于搬钟可达到10ns 精度。看来利用卫星授时是实现全球范围时钟精密同步的好办法，只有利用卫星，才可在全球范围内用超短波传播时号；用超短波传播时号不仅传递精度高，而且可提高时钟比对精度，通过共视方法，把卫星钟当作搬运钟使用，且能使授时精度高于直接搬钟，直接搬钟难于使两地时钟去共视它。共视可以消除很多系统误差以及随时间慢变化的误差，快变化的随机误差可通过积累平滑消除。

辨析电磁波、光和无线电波

辨析电磁波、光和无线电波 DIV.MyFav_1314583568698 P.MsoNormal{TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-SIZE: 10.5pt; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; FONT-FAMILY: "Times New Roman"; TEXT-ALIGN: justify}DIV.MyFav_1314583568698 LI.MsoNormal{TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-SIZE: 10.5pt; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; FONT-FAMILY: "Times New Roman"; TEXT-ALIGN: justify}DIV.MyFav_1314583568698 DIV.MsoNormal{TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-SIZE: 10.5pt; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; FONT-FAMILY: "Times New Roman"; TEXT-ALIGN: justify}DIV.MyFav_1314583568698 P.MsoNormalIndent{TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-SIZE: 10.5pt; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 21pt; FONT-FAMILY: "Times New Roman"; TEXT-ALIGN: justify}DIV.MyFav_1314583568698 LI.MsoNormalIndent{TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-SIZE: 10.5pt; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 21pt; FONT-FAMILY: "Times New Roman"; TEXT-ALIGN: justify}DIV.MyFav_1314583568698 DIV.MsoNormalIndent{TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph;

利用中国国家授时中心的时间服务器IP地址同步更新Windows系统电脑时间

利用中国国家授时中心的时间服务器IP地址同步更新Windows系统电脑时间 大家都知道计算机电脑的时间是由一块电池供电保持的，而且准确度比较差经常出现走时不准的时候。通过互联网络上发布的一些公用网络时间服务器NTP server，就可以实现自动、定期的同步本机标准时间。依靠Windows系统默认的Windows或NIST等境外的时间服务器同步时间，总存在着访问堵塞、时间延迟大（同步精度低）等因素的影响。现在中国的国家授时中心发布了一个时间服务器地址，大家可以用国人自己的标准时间！ 方法一、采用系统自带的时间同步功能 以Vista操作系统为例（WinXP相同）。 单击系统托盘下方的时间，单击弹出窗口里的“更改日期和时间设置”，弹出“日期和时间”对话框，选择“Internet时间”选项卡，单击“更改设置”按钮，弹出“Internet时间设置”对话框，在服务器地址栏输入国家授时中心服务器的IP地址：210.72.145.44，单击“立即更新”按钮，同步完成后点击“确定”按钮退出，OK。 方法二、修改注册表，提高时间同步精度 由于系统默认的时间同步间隔是7天，我们无法自由选择，使得这个功能在灵活性方面大打折扣。其实，我们也可以通过修改注册表来手动修改它的自动同步间隔以提高同步精度，以下以Vista系统为例（WinXP 相同）。 1. 在“开始”菜单→“运行”项下（或按Win+R）输入“Regedit”进入注册表编辑器。 2. 展开[HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\W32Time\Parameters]分支，双击NtpServer将键值修改为国家授时中心服务器的IP地址：210.72.145.44，然后点击“确定”按钮保存。 （注：若已用过方法一，此步可以省略） 3. 展开 [HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\W32Time\TimeProviders\NtpClient]分支，并双击SpecialPollInterval键值，将对话框中的“基数栏”选择到“十进制”上，输入框中显示的数字正是自动对时的间隔(以秒为单位)，比如默认的604800就是由7(天)×24(时)×60(分)×60(秒)计算来的。设定时间同步周期（建议设为900=15分钟，3600=1小时，86400=24小时等周期值），填入对话框，点击确定保存关闭对话框。 中国国家授时中心: https://www.wendangku.net/doc/6a594237.html,/stime.asp