SZ系列GPS标准时间同步钟说明书
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书
目录
1,装置概述 (1)
2,技术参数 (2)
.............................................................................................................................. .. (2)
2.2 主要技术指标............................................................................................................................ (2)
2.3 机械结构............................................................................................................................ .. (3)
3,通讯规约 (5)
3.1 规约1............................................................................................................................. . (5)
3.2 规约
2(BJT)..................................................................................................................... .. (5)
3.3 规约
3(IRIG—B)............................................................................................................... . (6)
4,装置说明 (7)
4.1 SZ-2UA GPS标准时间同步钟............................................................................................................................ .. (7)
4.2 SZ-4U GPS标准时间同步钟............................................................................................................................ . (8)
4.3 SZ-5000 GPS双机冗余系统............................................................................................................................ .. (10)
4.4 SZ-IRIG-B扩展器............................................................................................................................ .. (17)
4.5 SZ-TM12/14/22/24同步脉冲扩展器............................................................................................................................ . (18)
4.6 SZ-232&485扩展器............................................................................................................................ (20)
4.7 SZ-FIB81/82,SZ-FIB91/92光纤收发器 (21)
4.8 SZ—LED远距离显示
器............................................................................................................................ .. (23)
5,使用说明 (25)
5.1 开机步骤............................................................................................................................ (25)
5.2 液晶显示............................................................................................................................ (25)
5.3 装置调试注意事项............................................................................................................................ . (25)
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书
1
1,装置概述
随着电力系统自动化技术的发展,系统对时间统一的要求越来越迫切,对时间的同步精度要求越来越
高.由南自电网控制技术有限责任公司研制的SZ系列GPS标准时间同步钟就是专门为电力系统的自动化提供高精度时间基准的时间同步设备.该设备以美国导航星全球定位系统(GPS)为时间基准,时间同步精
度1μs.它选用美国专业生产厂家生产的GPS接收机部件进行二次开发研制而成.装置可以同时跟踪视场内的12颗GPS卫星,自动选择最佳卫星进行定位,定时,装置支持IRIG-B码对时输入接口,作为GPS卫星定时信号的后备.输出与协调世界时UTC时间同步精度为1μs的秒(1PPS),分(1PPM),时(1PPH)定时脉冲和北京时间的钟面,还可实现工频量的测量,外部事件(SOE)产生的时刻记录,并按照一定格式经串
行口分别输出日期,时间,周波钟,周波数,钟差,事件产生时刻和安全运行天数等信息,装置同时支持
网络NTP,SNTP对时接口,供电力系统需要标准时间尺度的各种自动化装置使用.
本设备采用单片机控制,软硬件结合的技术设计,充分利用GPS接收组件的潜力.因此系统具有可靠
性高,功能多,精度高,性价比好和操作方便等特点,完全可以满足电力系统时间同步要求.它的使用推
广,将大大促进电力系统的事故分析,故障测距和继电保护等自动化技术的发展.
SZ系列GPS标准时间同步钟装置由标准同步钟本体和时标信号扩展装置组成,时标信号扩展装置包括
对时脉冲扩展装置,时间报文扩展装置,IRIG-B码扩展装置,对时信号通道中继装置,双机系统切换装置
等系列装置.装置设计采用模块化方式,除了提供本说明书中的典型配置方式外,可根据现场的实际需要
方便扩展组合,具有广泛的适用性.
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书
2
2,技术参数
2.1 环境参数
环境温度范围: a) 工作温度:-10 ～+55℃;
b) 贮存,运输极限环境温度:-25 ～+75℃;
相对湿度: 5% ～95%(最大绝对湿度28g/m3);
大气压力: 86 KPa ～106 KPa.
2.2 主要技术指标
1) 接收频率:1575.42MHz,可同时跟踪8～12颗GPS卫星.
2) 天线射频灵敏度:-166dbw,天线馈线长度30～200米馈线(馈线长度超过30米订货时应注明).
3) 捕获时间:20秒～2分钟.
4) 1PPS输出:
TTL电平/RS485电平准时沿: 上升沿,上升时间≤50ns
上升沿的时间准确度≤1μs
脉冲宽度:约50ms
空接点准时沿: 上升沿,上升时间≤120ns
上升沿的时间准确度≤2μs
脉冲宽度:约50ms
5) 1PPM输出
TTL电平/RS485电平准时沿: 上升沿,上升时间≤90ns
上升沿的时间准确度≤2μs
脉冲宽度:约100ms
空接点准时沿: 上升沿,上升时间≤150ns
上升沿的时间准确度≤2μs
脉冲宽度:约100ms
6) 1PPH输出
空接点准时沿: 上升沿,上升时间≤2μs
上升沿的时间准确度≤2μs
脉冲宽度:约1000ms
7) 接口电路:
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书
3
8) IRIG-B(DC)非调制信号:
TTL电平0～5V;
RS232电平电气特性符合GB/T6107-2000;
RS485电平电气特性符合EIA/485;
9) IRIG-B(AC)调制信号:
载波频率:1kHz;
信号幅值(峰-峰值):高:≥10V,低:符合3:1调制比要求;
输出阻抗:600欧姆,隔离输出.
10) 静态空接点(光隔离)输出:允许外接电压≥250V DC(订货时应注明).
11) 有源脉冲输出:5V,24V或220V有源脉冲(订货时应注明).
12) GPS主时钟内部守时准确度优于
8107-×.
13) 显示:十四位LCD显示,显示内容包括日期,时间,卫星数.
14) 串行口:输出编码(年月日时分秒),工频钟时间(时分秒),钟差,周波数和突发事件产生的时刻, 每秒发一次.输出有RS232电平和RS485电平.
15) 告警接点输出:电源中断,外部时间基准信号消失,输出信号出错告警.
16) 电源:每台设备均为双电源供电
输入电压范围:交流220V或直流110V～220V±10%
最大输出功率:15W
输入频率范围:47～63Hz
2.3 机械结构
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书
4
机箱尺寸为标准的19英寸N*U工业机箱.
1U机箱定位孔间距为34mm;
2U机箱定位孔间距为76mm;
4U机箱定位孔间距为101.6mm.
2U机箱尺寸及开孔图(单位:mm)
SZ-2UA 标准时间同步钟
1PPS
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书
5
3,通讯规约
SZ系列GPS既可以采用报文方式软件对时,又可以采用脉冲方式硬对时,其中报文方式的通讯规约如下.
3.1 规约1
接口标准:RS232或RS422/RS485
通讯速率:2400bps,4800 bps,9600 bps可选
数据位:8位(ASCⅡ码)
起始位:1位
停止位:1位
校验位:无
输出报文格式:
报文中必须的时间信息应采用下表格式:
串口时间报文格式
S T h h m m s s D D M M Y Y Y Y V V P P C A
同步标志
帧头
时十位
时个位
分十位
分个位
秒十位
秒个位
日十位
日个位
月十位
月个位
年千位
年百位
年十位
年个位
卫星求解
卫星求解
卫星数量十位
卫星数量个位
校验字节
标准时结束
报文说明:
与秒脉冲(PPS)的前沿对齐,装置收到卫星信号则发送字符S,装置失步就停发字符S,S的ASCII
码为53H;为发送时间信息的信息头,T的ASCII码为54H;然后依次是小时的十位,个位,分钟的十
位,个位……直到年的个位信息,分别为0-9的ASCII码(30H-39H);VV为卫星求解,有效发30H30H, 卫星求解无效发3FH3FH;PP为接收到的卫星数量,为0-9的ASCII码(30H-39H);校验字节是小时的十位,个位,分钟的十位,个位……直到卫星数量个位信息逐字节异或后再非运算的结果(即:异或非校验);
为发送时间信息的信息结尾,A的ASCII码为41H.
报文发送时间:每秒输出,每分输出或根据请求输出1次(帧),或用户指定的方式输出.
3.2 规约2(BJT)
接口标准:RS232或RS422/RS485
通讯速率:4800bps
数据位:8位(ASCⅡ码)
起始位:1位
停止位:1位
校验位:无
输出报文格式:
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书
6
语句1:BJT,YYMMDD,hhmmss,±XXXX.XX,HHFFPP,
ff.f1f1f1
语句2:SOE,YYMMDD,hhmmss,UUUUUU
语句3:ERR, YYMMDD,hhmmss
其中:BJT表示北京时间,SOE表示外部事件,ERR表示信号丢失或接收卫星少于3颗.YY为年,MM
为月,DD为日,hh为时,mm为分,ss为秒,UUUUUU为微秒,±表示钟差的符号,XXXX.XX为钟差值(标准钟—工频钟),单位为秒,HHFFPP分别为工频钟的时,分,秒.ff为周波数的两位整数部分,f1f1f1为
周波数的三位小数部分.(如年份需要四位表示,即YYYY,请说明)
* 正常情况,只发语句1;
* 有外部事件时,发语句2;
* 当出现信号丢失或接收的卫星少于3颗时,发告警语句3.语句3中的YYMMDD,hhmmss,表示失星时的年,月,日,时,分,秒.
串口输出年,月,日,时,分,秒,工频时间,钟差,周波数和外部事件产生的时刻(准确到微秒),
每秒发送一次,起始位与标准秒的同步误差小于0.2ms.
3.3 规约3(IRIG—B)
数据格式:秒,分,时,一年中的第n天,每秒发送一次,内含100个脉冲.分直流码和交流码两种.
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书
7
4,装置说明
4.1 SZ-2UA GPS标准时间同步钟
4.1.1. 结构说明
标准2U工业机箱,组屏方便,其尺寸为482.6(宽)mm×88.90mm(高)×290mm(深).
4.1.2.功能配置
显示: 6位LCD和8位LCD两个显示窗口;
串行口: 4个RS232/485串行口输出报文对时,出厂配置为串口默认输出规约1,如有特殊需求
订货时应注明.
脉冲输出: 1个秒脉冲,1个分秒脉冲,1个时脉冲输出口,接口方式可选为TTL电平/RS485电平/
空接点;
IRIG-B码输出: 2个IRIG-B(DC)码输出,接口方式可选为TTL电平/RS485电平/RS232电平;若采用IRIG-B(AC)调制信号输入时订货时应注明.
IRIG-B码输入: 可选配2个IRIG-B(DC)码输入,作为卫星定时信号的后备,接口方式可选为TTL电
平/RS485电平/RS232电平,订货时应注明.
SNTP接口: 可选配1～2个RJ45接口的SNTP网络对时接口,订货时应注明.
告警接点输出: 电源中断,外部时间基准信号消失,输出信号出错总告警三种告警接点输出,为继电
器空接点,工作电压为220V.
电源: 采用双电源供电
4.1.3. 面板说明
面板布置示意图如图所示
SZ-2UA GPS标准时间同步钟
1PPS
132
南自电网
(1)液晶led/' target='_blank'>显示屏1: 6位LCD显示器,显示年,月,日.
格式为:YY.MM.DD.
(2)1PPS指示灯: 接收机跟踪时,每秒闪烁一次.
(3)液晶显示屏2:8位LCD显示器,用于显示接收机的状态,时间,日期.
4.1.4.背板说明
背板布置示意图如图所示
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书
8
天线输入
123456789101112131415161718
1PPS1PPM
+-+-+-+-TDGND+-+-+-TDGND
1234
失电失步
5678
告警备用
1920
+-1X
1PPM1PPHRS232RS232RS485RS485IRIG-BIRIG-B
2
一路电源
+
13
-
OFFON
OFFON
地P1P2
二路电源
-21
+3
地
2XSNTP1
SNTP2
3X4X
(1)天线输入: BNC高频插座;
(2)SNTP接口: 可选配1～2个RJ45接口的SNTP网络对时接口;
(3)1X端子: 1X1～1X2为1PPS输出;
1X3～1X4为1PPM输出(RS485电平);
1X5～1X6为1PPM输出(光隔输出);
1X7～1X8为1PPH输出;
1X9～1X12为串口1,2输出,为RS232接口;
1X13～1X16为串口3,4输出,为RS485接口;
1X17～1X20为2个IRIG-B(DC)码输出;
(4)2X端子: 2X1～2X2为失电告警输出,为常闭接点;
2X3～2X4为外部时间基准信号消失告警输出;
2X5～2X6为输出信号出错总告警输出;
(5)3X,4X端子: 3X1～3X3为第一路电源输入;
4X1～3X3为第二路电源输入;
(6)电源开关.
4.2 SZ-4U GPS标准时间同步钟
4.2.1 结构说明
标准4U工业机箱,其尺寸为482.6mm(宽)×177.8mm(高)×320mm(深)
4.2.2 功能配置
SZ-4U GPS标准时间同步钟将1PPS,1PPM信号以16路为模扩展为16～96路同步信号输出,以无源空接点或24V有源接点方式输出.也可将串口信号(报文对时)及IRIG-B码信号以16路为模扩展为16～96路信号输出.
4.2.3 面板说明
面板布置示意图如图所示
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书
9
(1)LCD1,LCD2,1PPS指示灯信息同SZ-2UA型;
(2)P1……P6:脉冲扩展板,每块板可扩展16路1PPS或1PPM同步信号分,秒脉冲可通过板上的位码开关选择,ON为分脉冲,OFF为秒脉冲;
注:a.同步脉冲为无源空接点输出时,将板上的跳线2和3短接.
b.同步脉冲为24V有源输出时,将板上跳线1和2短接,3和4短接.
(3)PW:电源板,为扩展板提供工作电源
4.2.4 背板说明
背板布置示意图如图所示:
(1)PW:电源输入
(2)P1,P2,P3,P4,P5,P6:34芯扁平电缆插座,用于16～96路信号输出.
a.当脉冲输出为无源空接点时,34芯扁平电缆定义为1,3,5…31为空接点"+"端即+24V电源输
入端.2,4,6…32为空接点"-"端,即同步脉冲信号输出端.
b.当脉冲输出为有源接点时,34芯扁平电缆定义为1,3,5…31为空接点"-"端即接地端,24V地.
2,4,6…32为空接点"+"端,即同步脉冲信号输出端.
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书
10
(3)天线:卫星天线输入插座
(4)1PPS输出插座: BNC高频插座,TTL电平输出,外壳为地.
(5)1PPM输出插座: BNC高频插座,TTL电平输出,外壳为地.
(6)1PPH输出插座: BNC高频插座,整点时输出一个约为1s宽的正脉冲,TTL电平输出,外壳为地.
(7)串口1～4: RS232接口,2脚信号发送,5脚信号地;
RS485接口,2脚TR+,4脚TR-.
(8)电源:交直流电源插座.
(9)保险:保险丝插座(1～2A)
背板示意图
4.3 SZ-5000 GPS双机冗余系统
4.3.1 概述
随着我国电力事业的迅猛发展,对系统内的时间统一提出了更高的要求,以往的单台GPS(全球卫星
定位系统)同步时钟虽具有高可靠性,高准确性,但一旦出现故障则整个对时系统无法运行.针对这一问
题,本公司研发出了SZ系列GPS双机冗余系统,它时刻保持时间的同步输出,极大的增加了系统无故障
运行时间,使整个系统更加安全可靠地运行.
4.3.2 SZ系列GPS双机冗余系统配置
4.3.2.1 系统原理框图
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书
11
4.3.2.2 基本设备配置
设备名称说明
SZ-DUA GPS标准时间同步钟
SZ-SW 双机切换器
SZ-232&485 串行接口扩展(分八路及十六路以上两种)
SZ-FIB8(1/2) 8路光纤发送/接收器
SZ-IRIG-B IRIG-B码扩展(分AC,DC两种)
SZ-TM 同步脉冲扩展器
4.3.2.3 SZ系列GPS双机冗余系统结构
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书
12
4.3.3 工作原理
SZ-SW双机切换器A,B双机同时接收两个GPS同步时钟送来的信号,机内所带单片机对其串行数据进
行接收检查,通过对比选择一台较好的GPS时钟信号经数据选择电路输出.上电复位时,切换器A为主机, 切换器B为备机:
1, 当SZ-DUA GPS1,SZ-DUA GPS2及SZ-SW 切换器A,SZ-SW 双机切换器B机均正常工作时,则系统
选择SZ-DUA GPS1通过SZ-SW A机输出.
2, 当SZ-DUA GPS1或SZ-DUA GPS2其中一台异常,SZ-SW 双机切换器A,SZ-SW 双机切换器B正常
工作时,系统自动选择正常工作的那台GPS 同步时钟通过当前的主切换器输出.
3, 当SZ-DUA GPS1,SZ-DUA GPS2正常工作,SZ-SW双机切换器A或SZ-SW双机切换器B其中一台
异常时,系统自动选择SZ-DUA GPS1通过正常工作的那台切换器输出.
4, 当SZ-DUA GPS1或SZ-DUA GPS2其中一台异常,SZ-SW双机切换器A或SZ-SW双机切换器B 其中
一台异常工作时,系统自动选择正常工作的GPS通过正常工作的切换器输出.
5, 当SZ-SW双机切换器A和SZ-SW双机切换器B均异常工作时,无输出.
6, 当GPS1和GPS2均异常但有时钟信号输出, SZ-SW双机切换器A和SZ-SW双机切换器B又有一个
正常工作时,系统仍有时钟信号输出.
7, 每隔24小时(中午12:00)系统自动检测,切换器A,B轮流工作.
4.3.4 SZ-SW双机切换器A/B的组成
SZ-SW双机切换器A/B由主控板,后背板和显示板组成.
4.3.4.1 SZ-SW双机切换器(A/B)框图
4.3.4.2 结构说明
标准2U工业机箱,其尺寸为482.6mm(宽)×88.9mm(高)×290mm(深).
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书
13
4.3.4.3 主控板
CZ1为GPS1的输入插座CZ4为GPS切换输出插座
CZ2为GPS2的输入插座CZ5为5V电源插座
CZ3为双机通讯的输入输出(RS232电平)插座CZ6为显示输出插座
4.3.4.4 显示板
显示板上有如下指示灯(LED),它们的含义分别为:
SZ-SW 双机切换器
电源2告警主机备机GPS1GPS1GPS2GPS2
正常异常正常异常
南自电网
电源1
①电源灯——指示控制板上的5V电源.
②告警灯——指示双机接口电路是否正常以及两个GPS是否都故障.
③主机——控制板上跳线器U16断开为主机,A,B机中一台应断开,另一台应闭合.
④备机——跳线器闭合为备机.
⑤GPS1正常——GPS1工作正常.
⑥GPS1异常——GPS1工作异常.
⑦GPS2正常——GPS2工作正常.
⑧GPS2异常——GPS2工作异常.
4.3.4.5 SZ-SW双机切换器A/B后背板端子接线
后背板如下图:
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书
14
GPS输入1切换输出双机互连GPS输入2
S1
切换器选择开关
S2S3S4S5
AB
AB(注意所有开关位置应一致)
SNTP接口1234
失电失步
5678
告警备用
5X
16芯插头16芯插头10芯插头16芯插头
2
一路电源
+
13
-
OFFON
OFFON
地P1P2
二路电源
-21
+3
地6X7X
1X3X4X2X
12
(1)5X端子: 5X1～5X2为失电告警输出,常闭接点;
5X3～5X4为外部时间基准信号消失告警输出;
5X5～5X6为输出信号出错总告警输出;
(2)6X,7X端子:6X1～6X3为第一路电源输入;
7X1～7X3为第二路电源输入;
(3)SNTP接口:可选配1～2个RJ45接口的SNTP网络对时接口
(4)S1～S5为主备机控制,用于设置切换器为A机或B机,所有开关位置必须一致;
(5) GPS输入1,GPS输入2,切换输出为16芯扁平电缆,双机互连为10芯扁平电缆,各扁缆序号的信号和名称如下
端口号
GPS输入1
(RS485标准)
GPS输入2
(RS485标准)
切换输出
(RS485和RS232标准)
双机互连
(RS232标准)
1 1PPS+ 1PPS+ 1PPS+ SKO1
2 1PPS- 1PPS- 1PPS- SKO2
3 1PPM+ 1PPM+ 1PPM+ SKI1
4 1PPM- 1PPM- 1PPM- SKI2
5 1PPH+ 1PPH+ RS485+ GND
6 1PPH- 1PPH- RS485- GND
7 IRIG-B+ IRIG-B+ IRIG-B+ /BUSENO
8 IRIG-B- IRIG-B- IRIG-B- BUSENO
9 BM+ BM+ BM+ /BUSENI
10 BM- BM- BM- BUSENI
11 BS+ BS+ BS+
12 BS- BS- BS-
13 BK+ BK+ 1RS232TD
14 BK- BK- 1RS232GND
15 BJ+ BJ+ 2RS232TD
16 BJ- BJ- 2RS232GND
GPS1和GPS2分别将8组RS485标准的信号输入至SZ-SW切换装置,切换装置之间依
靠10根数据线交换信息,切换装置在比较信号之后将GPS对时信号输出,其中1PPS,1PPM,
1PPH,IRIG-B为RS485标准,提供给信号扩展装置使用,RS485为RS485标准的通信接口, 1RS232,2RS232为RS232标准的通信接口,3个通信接口默认为输出规约1,如有特殊需求订货时应注明.
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书
15
BM,BS,BK,BJ可以根据需要更改为BJT,BCD或其他信号输出.
(6)扁平电缆的连接方式如下图:
切换输出跟十六芯插梳相连,十六芯插梳分左右两种
4.3.5 SZ-DUA GPS标准时间同步钟
SZ-DUA GPS标准时间同步钟为双机冗余系统的GPS标准时间同步钟.
4.3.
5.1 结构说明
标准2U工业机箱,其尺寸为482.6mm(宽)×88.9mm(高)×290mm(深).
4.3.
5.2 显示板说明
面板布置示意图如图所示
SZ-DUA GPS标准时间同步钟
1PPS
南自电网
(1)液晶显示屏1: 6位LCD显示器,显示年,月,日.
格式为:YY.MM.DD.
(2)1PPS指示灯: 接收机跟踪时,每秒闪烁一次.
(3)液晶显示屏2:8位LCD显示器,用于显示接收机的状态,时间,日期.
4.3.
5.3 背板说明
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书
16
后背板如图所示
天线
GPS输出1
1PPS1PPM1PPHBMBSBK
+-+-+-+-+-+-
IRIG-B
+-+-
BJ
12345611121314151678910
GPS输出2
1PPS1PPM1PPHBMBSBK
+-+-+-+-+-+-
IRIG-B
+-+-
BJ
123456111213141516789101234
失电失步
5678
告警备用
3X
2
一路电源
+
13
-
OFFON
OFFON
地P1P2
二路电源
-21
+3
地4X5X
1X2X
(1)天线输入:BNC高频插座;
(2),(3)GPS输出1和GPS输出2均为16芯扁平电缆,端子定义如下表所示. 端口号
GPS输出1
(RS485标准)
GPS输出2
(RS485标准)
1 1PPS+ 1PPS+
2 1PPS- 1PPS-
3 1PPM+ 1PPM+
4 1PPM- 1PPM-
5 1PPH+ 1PPH+
6 1PPH- 1PPH-
7 IRIG-B+ IRIG-B+
8 IRIG-B- IRIG-B-
9 BM+ BM+
10 BM- BM-
11 BS+ BS+
12 BS- BS-
13 BK+ BK+
14 BK- BK-
15 BJ+ BJ+
16 BJ- BJ-
注:BM,BS,BK,BJ可以根据需要更改为BJT,BCD或其他信号输出.
(4)3X端子:3X1～3X2为失电告警输出,为常闭接点;
3X3～3X4为外部时间基准信号消失告警输出;
3X5～3X6为输出信号出错总告警输出;
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书
17
(5)4X,5X端子:4X1～4X3为第一路电源输入;
5X1～5X3为第二路电源输入;
(6)电源开关.
4.3.6 系统连接方式
SZ-DUA GPS冗余系统由SZ-DUA双GPS时钟,SZ-SW双机切换器及SZ-TM2脉冲扩展,SZ-232&485串口
报文扩展,SZ-IRIG-B交直流B码扩展等外围扩展设备组成,系统可提供本地及远程多种设备所需的各种信号,其连接线如下:
信号类别本地连接方式远程连接方式
1PPS
将SZ-SW切换器1PPS信号的+ - 端
连接到SZ-TM的1PPS信号的+ -端
将SZ-FIB82光信号接收器1PPS信号的+ - 端
连接到SZ-TM的1PPS信号的+ -端
1PPM
将SZ-SW切换器1PPM信号的+ -端连
接到SZ-TM的1PPM信号的+ -端
将SZ-FIB82光信号接收器1PPM信号的+ -端连
接到SZ-TM的1PPM信号的+ -端
报文对时
BJT
将SZ-SW切换器BJT信号的+- 端连
接到SZ-232&485的BJT信号的+ -端将SZ-FIB82光信号接收器BJT信号的+ - 端连
接到SZ-RS232/485扩展器的BJT信号的+ -端
IRIG-B(DC) 将SZ-SW切换器BCD信号的+- 端连
接到SZ-IRIG-B扩展器的输入信号的
+ -端
将SZ-FIB82光信号接收器BCD信号的+ -端连
接到SZ-IRIG-B扩展器的输入信号的+ -端
IRIG-B(AC)
将SZ-SW切换器BK,BS,BJ,BM信
号的+- 端分别连接到SZ- IRIG-B
的BK,BS,BJ,BM信号的+-端
将SZ-FIB82光信号接收器信号BK,BS,BJ,BM
的+- 端连接到SZ-IRIG-的BK,BS,BJ,BM信
号的+-端
4.4 SZ-IRIG-B扩展器
4.4.1 结构说明
标准2U工业机箱,尺寸为482.6mm(宽)×88.9mm(高)×290mm(深)
4.4.2 功能配置
SZ-IRIG-B扩展器将IRIG-B码信号扩展为32路IRIG-B码信号输出,接口方式可选为TTL电平/RS485电平/RS232电平或交流IRIG-B码.
IRIG-B码信号输入为两路,装置自动切换于信号较好的回路.
装置采用双电源输入.
4.4.3 面板说明
面板布置示意图如下图所示
SZ-IRIG-B 扩展器
PWR2B2B3B4B5B6B7B8B9B10B11B12B13B14B15B16B1
B18B19B20B21B22B23B24B25B26B27B28B29B30B31B32B17
南自电网
PWR1
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书
18
(1)PWR1,PWR2为两路电源指示;
(2)B1～B32为32路IRIG-B码信号输出指示.
4.4.4 背板说明
背板布置示意图如下图所示
1X2X1234
+-+-
IRIG-BBJT
3X+-+-+-+--+-+-+-++-+-+-+--+-+-+-+
B23B26B27B28B29B30B31B32B17B18B19B20B21B22B24B25 1234567810111213141516917181920212223242627282930313225
+-+-+-+--+-+-+-++-+-+-+--+-+-+-+
B7B10B11B12B13B14B15B16B1B2B3B4B5B6B8B9 1234567810111213141516917181920212223242627282930313225116
1732
SW1SW2
1234
失电失步
5678
告警备用
4X
2
一路电源
+
13
-
OFFON
OFFON
地P1P2
二路电源
-21
+3
地6X5X
(1)1X端子: 1X1～1X32为B1～B16 16个IRIG-B码扩展输出;
(2)2X端子: 2X1～2X32为B17～B32 16个IRIG-B码扩展输出;
(3)3X端子: 3X1～3X4为2个IRIG-B(DC)码输入;
(4)4X端子: 4X1～4X2为失电告警输出,为常闭接点;
4X3～4X4为外部时间基准信号消失告警输出;
4X5～4X6为输出信号出错总告警输出;
(5)5X,6X端子:5X1～5X3为第一路电源输入;
6X1～6X3为第二路电源输入;
(6)SW1: 为两个8位位码开关,通过此开关可分别将第1～16路设置成两路输入信号的扩展输出, 其定义为:ON表示第一路信号输入的扩展,OFF表示第二路信号输入的扩展;
(7)SW2:为两个8位位码开关,通过此开关可分别将第17～32路设置成两路输入信号的扩展输出, 其定义为:ON表示第一路信号输入的扩展,OFF表示第二路信号输入的扩展;
4.5 SZ-TM12/14/22/24同步脉冲扩展器
4.5.1 结构说明
标准2U工业机箱,尺寸为482.6mm(宽)×88.9mm(高)×290mm(深)
4.5.2 功能配置
从GPS设备中接收秒脉冲和分脉冲,经过隔离,驱动放大,具有分,秒脉冲,有源,
无源可选,结构合理等优点.应用于需要硬对时的各种保护及监控装置.
装置采用双电源输入.
扩展脉冲接口方式可选为TTL电平/RS485电平或空接点.若为空接点则将装置分为允许外
接220V电压脉冲输出和允许外接24V电压脉冲输出两种模式,装置型号如下:
SZ-TM12同步脉冲扩展器为16路24V脉冲输出.
SZ-TM22同步脉冲扩展器为32路24V脉冲输出.
SZ-TM14同步脉冲扩展器为16路220V脉冲输出.
SZ-TM24同步脉冲扩展器为32路220V脉冲输出.
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书
19
4.5.3 面板说明
SZ-TM22同步脉冲扩展器面板布置示意图如下图所示
SZ-TM22 同步脉冲扩展器
PWR2M2M3M4M5M6M7M8M9M10M11M12M13M14M15M16M1
M18M19M20M21M22M23M24M25M26M27M28M29M30M31M32M17
南自电网
PWR1
(1)PWR1,PWR2为两路电源指示;
(2)M1～M32为32路秒或分脉冲输出指示.
4.5.4 背板说明
SZ-TM22同步脉冲扩展器背板布置示意图如下图所示
116
1732
SW1SW2
1234
+-+-
1PPS1PPM
3X
+-+-+-+--+-+-+-++-+-+-+--+-+-+-+
M23M26M27M28M29M30M31M32M17M18M19M20M21M22M24M25 1234567810111213141516917181920212223242627282930313225 +-+-+-+--+-+-+-++-+-+-+--+-+-+-+
M7M10M11M12M13M14M15M16M1M2M3M4M5M6M8M9 1234567810111213141516917181920212223242627282930313225 1234
失电失步
5678
告警备用
4X
2
一路电源
+
13
-
OFFON
OFFON
地P1P2
二路电源
-21
+3
地6X5X
(1)1X端子:1X1～1X32为M1～M16 16个脉冲扩展输出;
(2)2X端子:2X1～2X32为M17～M32 16个脉冲扩展输出;
(3)3X端子:3X1～3X2为1PPS输入;
3X3～3X4为1PPM输入;
输入信号TTL电平/RS485电平或空接点可选;
(4)4X端子:4X1～4X2为失电告警输出,为常闭接点;
4X3～4X4为外部时间基准信号消失告警输出;
4X5～4X6为输出信号出错总告警输出;
(5)5X,6X端子:5X1～5X3为第一路电源输入;
6X1～6X3为第二路电源输入;
(6)SW1: 为两个8位位码开关,通过此开关可分别将第1～16路设置成秒脉冲或分脉冲输出,其定义为:ON表示秒脉冲输出,OFF表示分脉冲输出;
(7)SW2: 为两个8位位码开关,通过此开关可分别将第17～32路设置成秒脉冲或分脉冲输出,其定义为:ON表示秒脉冲输出,OFF表示分脉冲输出;
注: SZ-TM24同步脉冲扩展器和SZ-TM22同步脉冲扩展器端子相同;
SZ-TM12,SZ-TM14同步脉冲扩展器无X2及SW2端子.
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书
20
4.6 SZ-232&485扩展器
4.6.1 结构说明
SZ-232&485扩展器采用标准1U工业机箱.
尺寸:482.6mm(宽)×44.45mm(高)×290mm(深);
SZ-232&485A扩展器采用标准2U工业机箱,
尺寸:482.6mm(宽)×88.9mm(高)×290mm(深);
4.6.2 功能配置
从GPS设备中接收串口报文信号,经过隔离,驱动放大后多路输出,应用于需要扩充对时报文接口场合.
装置采用双电源输入.
扩展报文接口方式可选为RS232电平或RS485电平.
SZ-232&485扩展器可输出4路RS232电平和4路RS485电平.
SZ-232&485A扩展器可输出32路信号,RS232电平或RS485电平可选.
4.6.3 面板说明
SZ-232&485扩展器面板布置示意图如下图所示
SZ-232&485 扩展器
PWR21PPS
1
RS232
2341234
RS485
南自电网
PWR1
(1)PWR1,PWR2为电源指示;
(2)1PPS为秒脉冲输入指示;
(3)1～4为4路RS232输出指示;
(4)5～8为4路RS485输出指示;
SZ-232&485A扩展器面板布置示意图如下图所示
SZ-232&485A 扩展器
PWR2C2C3C4C5C6C7C8C9C10C11C12C13C14C15C16C1
C18C19C20C21C22C23C24C25C26C27C28C29C30C31C32C17
南自电网
PWR1
(1)PWR1,PWR2为电源指示;
(2)1～32为32路扩展信号输出指示;
4.6.4 背板说明
SZ-232&485扩展器背板布置示意图如下图所示
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书
21
-+-TDGND+--+
485-1
+
485-2485-3485-4232-1232-2232-3232-4 TDGNDTDGNDTDGND2X 910111213141516123456781234
+-+-
1PPSBJT
1X2
一路电源
+
13
-
OFFON
OFFON
地P1P2
二路电源
-21
+3
地5X4X
1234
失电失步
5678
告警备用
3X
(1)1X端子:1X1～1X2为1PPS输入;
1X3～1X4为报文输入,可选为RS232电平或RS485电平;
(2)2X端子:2X1～2X8为4路RS485电平扩展输出;
2X9～2X16为4路RS232电平扩展输出;
(3)3X端子:3X1～3X2为失电告警输出,为常闭接点;
3X3～4X4为外部时间基准信号消失告警输出;
3X5～3X6为输出信号出错总告警输出;
(5)4X,5X端子:4X1～4X3为第一路电源输入;
5X1～5X3为第二路电源输入;
SZ-232&485A扩展箱背板布置示意图如下图所示
+-+-+-+--+-+-+-++-+-+-+--+-+-+-+
1X2X
1234
+-+-
1PPSBJT
3X
C23C26C27C28C29C30C31C32C17C18C19C20C21C22C24C25 1234567810111213141516917181920212223242627282930313225
+-+-+-+--+-+-+-++-+-+-+--+-+-+-+
C7C10C11C12C13C14C15C16C1C2C3C4C5C6C8C9 1234567810111213141516917181920212223242627282930313225
1234
失电失步
5678
告警备用
4X
2
一路电源
+
13
-
OFFON
OFFON
地P1P2
二路电源
-21
+3
地6X5X
(1)1X端子:1X1～1X32为1～16路扩展信号输出;
(2)2X端子:2X1～2X32为17～32路扩展信号输出;
(3)3X端子:3X1～3X2为1PPS输入;
3X3～3X4为报文输入,可选为RS232电平或RS485电平;
(4)4X端子:4X1～4X2为失电告警输出,为常闭接点;
4X3～4X4为外部时间基准信号消失告警输出;
4X5～4X6为输出信号出错总告警输出;
(5)5X,6X端子:5X1～5X3为第一路电源输入;
6X1～6X3为第二路电源输入;
4.7 SZ-FIB81/82,SZ-FIB91/92光纤收发器
4.7.1 结构说明
SZ-FIB81/82,SZ-FIB91/92光纤收发器采用标准1U工业机箱.
尺寸:482.6mm(宽)×44.45mm(高)×290mm(深);
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书
22
4.7.2 功能配置
SZ-FIB81/82,SZ-FIB91/92光纤收发器能够实现RS485/RS422总线设备在光纤上互
连,SZ-FIB81/82
接口为多模光纤,SZ-FIB91/92接口为单模光纤.由于采用了光纤作为传输介质,本设备可以在恶劣工作环境下实现安全,高速,长距离通信,可以广泛应用在各种工业控制领域.
装置采用双电源输入.
型号SZ-FIB81/82 SZ-FIB91/92
光波长850nm 1310nm
光纤类型多模单模
光口插座ST ST
距离2km 10km
SZ-FIB81,SZ-FIB91为光纤发送器,SZ-FIB82,SZ-FIB92为光纤接收器,成对使用.
4.7.3 面板说明
SZ-FIB81光纤发送器面板布置示意图如下图所示
SZ-FIB81 光纤发送器
PWR1TX1TX2TX3TX4TX5TX6TX7TX8
南自电网
PWR2
(1)PWR1,PWR2为电源指示;
(2)绿灯依次为TX1～TX8的发送信号指示灯(也可根据工程定义为其他信号指示),有信号传输时,
对应的灯会闪烁;
(3)SZ-FIB91光纤发送器,面板布置相同
(4)SZ-FIB82,SZ-FIB92光纤接收器,绿灯依次为RX1～RX8的接收信号指示灯.(也可根据工程定义为其他信号指示),有信号接收时,对应的灯会闪烁;
4.7.4 背板说明
SZ-FIB81光纤发送器背板布置示意图如下图所示
TX8TX7TX6TX1TX2TX3TX4TX5
-+--++--+
TX1
+
TX2TX3TX4TX5TX6TX7TX8
-+-+-+1X
91011121314151612345678
2
一路电源
+
13
-
OFFON
OFFON
地P1P2
二路电源
-21
+3
地4X3X
1234
失电失步
5678
告警备用
GPS时钟操作说明
InnoClock 系列 GPS母钟功能及操作指南 功能特点： 独有特色 ?支持农历 ?双机热备份功能（选项） ?支持远程操作维护（选项） ?服务器校时软件支持SNTP协议 12通道GPS卫星接收，锁定迅速； 可设置时区； 可设置延时，用于补偿传输延时，或与CCTV时间对齐，范围前后±99.99s； 1U 19”标准机箱，年、月、日、星期、农历、时、分、秒显示； 国标内嵌时码电视信号输出； 输出时间信号包括公历（年、月、日、星期、时、分、秒），农历（月，日）； 内置高稳温补晶振，年漂移小于1ppm，提供极高的自守时精度（选项）； 输出接口RS-232或RS422，可用于子钟校时、计算机网络校时，传输距离几百米至几千米； 可以提供多种方便灵活的传输方式，包括无线及电力线等； 提供计算机网络校时软件，支持标准SNTP协议； 大容量蓄电池，在主电源掉电的情况下，还可输出时码480小时（选项）。 操作指南 1）开机说明 设备通电前，接入GPS接收天线，设备方可正常运行。 2）时区调整 时区调整功能通过面板右侧的按键完成。 操作分为三步：1、按一下设置键，观察左侧小数码管显示 “01”右侧大数码管显示时区，系统默 认设置为“东八区”； 2、通过增加和减少键调整时区，若
需调整为“西几区”则一直按“减少键”； 3、时区调整完，按确认键进行参数保存。 3）延时调整 延时调整功能通过面板右侧的按键实现。 操作分为三步: 1、按两下设置键，观察左侧小数码管显示 “02”右侧大数码管显示延时参数，系 统默认设置为“00 00”； 2、通过增加和减少键调整延时，当右侧大 数码管显示“00 00”时，按增加键系统 将进行“正延时”调整。按减少键系统 将进行“负延时”调整。最小调整单位 为“10毫秒延时调整范围：“+99.99秒”； 3、延时调整完，按确认键进行参数保存。 4）右侧三个指示灯的功能说明 红灯：电源指示灯。 设备采用交流电和电池两种方式供电，在交流电断电时，由电池提供电源（此时面板日期时间不 显示）。交流断电时电源指示灯熄灭。若电池不能正常工作，则指示灯闪烁。 绿灯：运行指示灯。 用于双机热备份时时码输出指示。单机工作 时长亮。 当设备输出时码时，绿灯亮，没有时码输出时， 绿灯灭。 黄灯：GPS信号锁定灯； 当GPS信号锁定时，黄灯亮。未锁定时，黄等灭。 软件安装说明 如果该设备用于计算机网络校时,则需要在服务器安装校时软件，该软件随设备赠送。 1）软件功能说明： 随设备光盘包含两个软件：Clock.exe和 NetTime-2b1a.exe。其中Clock.exe用于从串口取 GPS母钟时间对本地计算机进行校时；
GPS时钟技术方案
GPS时钟系统 目录 5、GPS时钟系统 (2) 5.1系统功能 (2) 5.1.1卫星接收转换系统 (2) 5.1.2 中心母钟 (2) 5.1.2.1高精度石英基准时钟 (2) 5.1.2.2信号处理切换 (2) 5.1.2.3中心监控及故障报警 (3) 5.1.2.4系统信息显示 (3) 5.1.2.5中心传输接口 (3) 5.1.2.6内部在线不间断电源 (3) 5.1.3监控计算机（软件名称：UNITIME） (3) 5.1.3.1硬件要求 (4) 5.1.3.2系统监控软件 (4) 5.1.4子钟 (4) 5.1.4.1指针式子钟 (4) 5.1.4.2数显式子钟的功能 (5) 5.2 系统组成 (5) 5.2.1卫星接收转换器 (5) 5.2.2中心母钟 (6) 5.2.3监控计算机（软件名称：UNITIME） (7) 5.2.4数字式日历子钟 (7) 5.2.5指针式子钟 (8) 5.3系统部署 (8) 5.4系统连接 (8)
5、GPS时钟系统 5.1系统功能 5.1.1卫星接收转换系统 卫星接收转换系统为整个时钟系统提供绝对准确的时间基准，其核心是全球卫星定位系统（GPS）信号接收天线和信号接收转换器，自动接收并以GPS时间信号作为系统标准时间信号。 GPS接收转换系统是以目前形成的全球卫星定位系统(GPS)的卫星信号传输网络为基础，接收并分析卫星信号进而获得时间信息。GPS时间信号的特点是覆盖全球、精度高、无累积误差，是全球统一的时间标准。经GPS 接收转换系统处理后，时间信号以两种方式向时钟系统及其它应用设备发送信号，两种方式的信号在设备上均采用： 1、标准秒脉冲信号：精度为110nS，信号无累积误差； 2、全时标信号：信号含年、月、日、时、分、秒数字信号。 5.1.2 中心母钟 中心母钟是整个时钟系统的核心，通过GPS卫星时间接收器接收标准时间，并传输给系统内各级时钟设备，使整个时钟系统保持同步并监测管理系统的运行状况。如果系统需要，可以采用主备冗余设计，在系统需要时，自动切换。 5.1.2.1高精度石英基准时钟 由高精度的石英振荡器通过分频及译码电路产生高精度时间信息，作为中心母钟的自身时间基准。当GPS时间信号不能完整获得时，系统将采用中心母钟自身的时间基准同步系统。中心母钟的自身时间基准精度高于0.1秒/天。 5.1.2.2信号处理切换 信号处理切换单元接收来自卫星接收转换系统的标准时间信号，用以同步自身时间精度，并将同步信号通过系统接口传送给子钟、监控计算机和其它系统，同时与之相关联设备的工作信息、指令也需经信号处理单元处理后再进行相应的馈送、显示、动作等。 当GPS接收转换系统的标准时间信号无法完整获得时，时间信号处理
GPS时钟同步原理简介
GPS时钟同步原理 1.有关时间的一些基本概念 时间（周期）与频率 互为倒数关系，两者密不可分，时间标准的基础是频率标准，所以有人把晶体振荡器叫‘时基振荡器’。钟是由频标加上分频电路和钟面显示装置构成的。 四种实用的时间频率标准源（简称钟） ◆晶体钟 ◆铷原子钟 ◆氢原子钟 ◆铯原子钟 常用的时间坐标系 时间的概念包含时刻（点）和时间间隔（段）。时系（时间坐标系）是由时间起点和时间尺度单位--秒定义（又分地球秒与原子秒）所构成。常用的时间坐标系： ◆世界时（UT） ◆地方时 ◆原子时（AT） ◆协调世界时（UTC） ◆ GPS时 定时、时间同步与守时
◆定时：是指根据参考时间标准对本地钟进行校准的过程）；授时（指采用适当的手段 发播标准时间的过程）； ◆时间同步：是指在母钟与子钟之间时间一致的过程，又称时间统一或简称时统）； ◆守时：是指将本地钟已校准的标准时间保持下去的过程，国内外守时中心一般都采 用由多台铯原子钟和氢原子钟组成的守时钟组来进行守时，守时钟组钟长期运行性能表现最好的一台被定主钟（MC）。 2.GPS时间是怎样建立的 为了得到精密的GPS时间，使它的准确度达到<100ns（相对于UTC（USNO/MC））： ◆每个GPS卫星上都装有铯子钟作星载钟； ◆ GPS全部卫星与地面测控站构成一个闭环的自动修正系统； ◆采用UTC（USNO/MC）为参考基准。 3.GPS定位、定时和校频的原理 GPS定位原理 是基于精确测定GPS信号的传输时延（Δt），以得到GPS卫星到用户间的距离（R）R=C×Δt ----------------------- [1]（式中C为光速）同时捕获4颗GPS卫星，解算4个联立方程，可给出用户实时时刻（t）和对应的位置参数（x、y、z）共4个参数。R={（Xs- Xu）2+（Ys-Yu）2+（Zs-Zu）}1/2 ---- [2]（式中Xs、Ys、Zs为卫星的位置参数；Xu、Yu、Zu为用户的的位置参数）。 GPS定时原理 基于在用户端精确测定和扣除GPS时间信号的传输时延（Δt），以达到对本地钟的定时与校准。GPS定时准确度取决于信号发射端、信号在传输过程中和接收端所引入的误差，主要误差有：
基于GPS的控制系统时间同步
基于GPS 的控制系统时间同步 金刚平,徐欣圻 (中国科学院国家天文台南京天文光学新技术研究所,南京 210042) 摘 要:介绍如何利用G PS 接收器获取准确的UT C 时间,在分布式实时操作系统QNX 下,实现系统时间和UT C 的一致。同时讨论了如何建立网络时间服务器,通过执行网络时间 同步算法,实现局域网内不同计算机之间的时间同步。最后文章给出在具体应用中的实例。 关键词:G PS;QNX;时间服务器 中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1000-2162(2002)04-0030-05 0 前 言 目前,G PS (G lobal P osition System )在导航和定位方面得到了广泛的应用,同时在授时领域,也开始利用G PS 来获取准确的UT C (C oordinated Universal T ime )时间。在国家九五重大科学工程LAMOST (Large Sky Area Multi -objects Fiber S pectroscopic T elescope )望远镜的控制系统中,为了实施精确跟踪天体目标,需要一个准确的UT C 时间。同时,处于控制系统局域网内部的其他计算机也需要和UT C 时间同步。因此,我们决定采用G PS 来构建时标系统,并利用网络通讯把得到的准确的UT C 时间发布到整个网络中,以实现整个控制系统时间同步[1]。 1 时间同步的必要性 建立时间服务器,实现网络内计算机之间时间同步的必要性在于: 数据分析:在网络应用中,我们从不同的网络节点计算机获取数据。通常在数据包里面,包含有数据到达的时间信号。但只有实现了网络内的时间同步,才可以利用时间戳来获取这些数据之间的关系。 对时间敏感的交易:在股票和货币类对时间比较敏感的交易中,这些活动经常发生在不同的城市,时间的准确性对交易的顺利进行影响很大。 网络安全:很多的局域网安全系统都是基于各个通讯终端的准确时间戳。有一些安全系统通过测试网络延迟来决定是否终止交易。 在实时控制领域:例如我们正在研制的国家重大科学工程项目LAMOST 控制系统便是典型一例,其分布式控制局域网内部的时间同步,对于实现精确的协调控制,其作用是不言而喻的。 收稿日期:2002-05-28 作者简介:金刚平(1975-),男,安徽桐城人,南京天文光学新技术研究所助理研究员,硕士; 徐欣圻(1944-),男,江苏无锡人,南京天文光学新技术研究所研究员,博士生导师. 2002年12月 第26卷第4期安徽大学学报(自然科学版)Journal of Anhui University Natural Science Edition December 2002V ol.26N o.4
GPS时钟系统(GPS同步时钟)技术方案(1)
GPS 时钟系统(GPS 同步时钟技术方案 技术分类:通信 | 2010-11-08 维库 在电力系统、 CDMA2000、 DVB 、 DMB 等系统中 , 高精度的 GPS 时钟系统(GPS 同步时钟对维持系统正常运转有至关重要的意义。 那如何利用 GPS OEM来进行二次开发 , 产生高精度时钟发生器是一个研究的热点问题。如在 DVB-T 单频网 (SFN中 , 对于时间同步的要求 , 同步精度达到几十个 ns, 对于这样高精度高稳定性的系统 , 如何进行商业级设计 ? 一、引言 在电力系统的许多领域,诸如时间顺序记录、继电保护、故障测距、电能计费、实时信息采集等等都需要有一个统一的、高精度的时间基准。利用 GPS 卫星信号进行对时是常用的方法之一。 目前, 市场上各种类型的 GPS-OEM 板很多, 价格适中, 具有实用化的条件。利用 GPS-OEM 板进行二次开发,可以精确获得 GPS 时间信息的 GPS时钟系统 (GPS 同步时钟。本文就是以加拿大马可尼公司生产的 SUPERSTAR GPS OEM板为例介绍如何开发应用于电力系统的的 GPS 时钟系统(GPS 同步时钟。 二、 GPS 授时模块 GPS 时钟系统 (GPS 同步时钟采用 SUPERSTAR GPS OEM 板作为 GPS 接受模块, SUPERSTAR GPS OEM 板为并行 12跟踪通道,全视野 GPS 接受模块。 OEM 板具有可充电锂电池。 L1频率为 1575.42MHz ,提供伪距及载波相位观测值的输出和 1PPS (1 PULSE PER SECOND脉冲输出。 OEM 板提供两个输入输出串行口,一个用作主通信口,可通过此串行口对 OEM 板进行设置,也可从此串口读取国际标准时间、日期、所处方位等信息。另一个串行口用于 RTCM 格式的差分数据的输出,当无差分信号或仅用于 GPS 授时,此串行口可不用。 1PPS 脉冲是标准的 TTL 逻辑
GPS时钟系统(GPS同步时钟)技术方案
GPS时钟系统（GPS同步时钟）技术方案 在电力系统、CDMA2000、DVB、DMB 等系统中,高精度的GPS 时钟系统（GPS 同步时钟）对维持系统正常运转有至关重要的意义。 那如何利用GPS OEM 来进行二次开发,产生高精度时钟发生器是一个研 究的热点问题。 如在DVB-T 单频网(SFN)中,对于时间同步的要求,同步精度达到几十个ns,对于这样高精度高稳定性的系统,如何进行商业级设计? 一、引言 在电力系统的许多领域，诸如时间顺序记录、继电保护、故障测距、电 能计费、实时信息采集等等都需要有一个统一的、高精度的时间基准。利用 GPS 卫星信号进行对时是常用的方法之一。 目前，市场上各种类型的GPS-OEM 板很多，价格适中，具有实用化的 条件。利用GPS-OEM 板进行二次开发，可以精确获得GPS 时间信息的GPS 时钟系统（GPS 同步时钟）。本文就是以加拿大马可尼公司生产的SUPERSTAR GPS OEM 板为例介绍如何开发应用于电力系统的的GPS 时钟系统（GPS 同步时钟）。 二、GPS 授时模块 GPS 时钟系统（GPS 同步时钟）采用SUPERSTAR GPS OEM 板作为GPS 接受模块，SUPERSTAR GPS OEM 板为并行12 跟踪通道，全视野GPS 接受模块。OEM 板具有可充电锂电池。L1 频率为1575.42MHz，提供伪距及载波 相位观测值的输出和1PPS（1 PULSE PER SECOND）脉冲输出。OEM 板提供两个输入输出串行口，一个用作主通信口，可通过此串行口对OEM 板进行设 置，也可从此串口读取国际标准时间、日期、所处方位等信息。另一个串行口
GPS卫星同步时钟使用说明书
专供电力系统使用JY系列 GPS卫星同步时钟 产 品 手 册 烟台开发区吉友电气有限公司
一：概述 随着我国电力事业的迅猛发展，对整个电力系统自动化的要求也越来越高，为了做到系统内的统一管理和调度，也就对系统内的时间统一提出了更高的要求。 全球定位系统（GPS）主要由GPS卫星、地面监控系统和用户设备组成。其空间卫星由21颗工作卫星和3颗备用卫星组成。工作卫星分布在6个轨道面内，每个轨道有3-4个卫星。轨道平均高度为20200km，卫星运行周期为11小时58分，其空间的配置可以保证在地球的任何时间、地点均至少可以观测到四颗卫星，加之GPS发射机用 1.5GHz 的载波频率，以载码的形式向地面发射信号，其传播和接收不受天气影响，因此GPS是一种全球性、全天候的连续实时的导航定位系统，其地面监控系统部分由5个监控站、3个注入站和1个主控站组成。用户部分包括GPS接收机、天线、数据处理软件及计算机设备。 我公司的J Y系列GPS卫星同步时钟就是采用了当今世界先进的GPS技术，利用了美国GPS接收板，进行二次开发研制的产品，可同步于UTS、GPS、CLONASS系统，它广泛应用于电力、交通、通讯网络同步、数据同步等需要对时、记时、守时的领域。该产品功能强，体积小，使用安装方便，不受地域气候等条件限制，稳定性、可靠性更高。保证时钟时刻在线，全天候提供精确的时间信息。 二、产品的应用范围 1.为电网自动化设备如远动及微机监控系统、微机故障录波及事件记录等智能设备提供精确的时间。 2.用于发电厂电量调度、电网工频监视、对发电机进行非线性励磁控制等。 3.用于实时同步相量测量，实时同步电能量数据采集。 4.用于故障测距、负荷控制等。 5.用于铁路运输系统、通讯系统等部门。 三、产品的主要功能 1.可显示和输出精确的北京时间时、分、秒及公历日期年、月、日等。 2.可实现显示和输出电网的工频和周波钟时间，并可根据用户需要输出钟差。 3.可选择输出秒脉冲（PPS）或分钟（PPM）、小时（PPH）等时标同步脉冲信号及高压光耦、IRIG-B格式输出。 4.时钟装置是否与卫星同步用符号标示，未与卫星同步时在LCD视窗
GPS时间同步的原理与技术
GPS时间同步的原理与技术 GPS时间同步的原理与技术 1、有关时间的一些基本概念： （1）、时间（周期）与频率： 互为倒数关系，两者密不可分，时间标准的基础是频率标准，所以有人把晶体振荡器叫‘时基振荡器’。钟是由频标加上分频电路和钟面显示装置构成的。 （2）、四种实用的时间频率标准源（简称钟）： ◆晶体钟 ◆铷原子钟 ◆氢原子钟 ◆铯原子钟 （3）、常用的时间坐标系： 时间的概念包含时刻（点）和时间间隔（段）。时系（时间坐标系）是由时间起点和时间尺度单位--秒定义（又分地球秒与原子秒）所构成。常用的时间坐标系： ◆世界时（UT） ◆地方时 ◆原子时（AT） ◆协调世界时（UTC） ◆GPS时 （4）、定时、时间同步与守时：
◆定时：是指根据参考时间标准对本地钟进行校准的过程）；授时（指采用适当的手段发播标准时间的过程）； ◆时间同步：是指在母钟与子钟之间时间一致的过程，又称时间统一或简称时统）； ◆守时：是指将本地钟已校准的标准时间保持下去的过程，国内外守时中心一般都采用由多台铯原子钟和氢原子钟组成的守时钟组来进行守时，守时钟组钟长期运行性能表现最好的一台被定主钟（MC）。 2、GPS时间是怎样建立的？ 为了得到精密的GPS时间，使它的准确度达到<100ns（相对于UTC （USNO/MC））： ◆每个GPS卫星上都装有铯子钟作星载钟； ◆GPS全部卫星与地面测控站构成一个闭环的自动修正系统； ◆采用UTC（USNO/MC）为参考基准。 3、GPS定位、定时和校频的原理 （1）、GPS定位原理：是基于精确测定GPS信号的传输时延（Δt），以得到GPS卫星到用户间的距离（R）R=C×Δt ----------------------- [1]（式中C为光速）同时捕获4颗GPS卫星，解算4个联立方程，可给出用户实时时刻（t）和对应的位置参数（x、y、z）共4个参数。R={（Xs- Xu）2+（Ys-Yu）2+（Zs-Zu）}1/2 ---- [2]（式中Xs、Ys、Zs为卫星的位置参数；Xu、Yu、Zu为用户的的位置参数） （2）、GPS定时原理： 基于在用户端精确测定和扣除GPS时间信号的传输时延（Δt），以达到对本地钟的定时与校准。GPS定时准确度取决于信号发射端、信号在传输过程中和接收端所引入的误差，主要误差有： ◆信号发射端：卫星钟误差、卫星星历（位置）误差； ◆信号传输过程：电离层误差、对流层误差、地面反射多路径误差；
电厂变电站GPS时钟同步系统
电厂/变电站GPS时钟同步系统 方 案 建 议 书 烟台赤龙电子高科有限公司
目录 一、系统概述 (2) 二、对时方式和NTP协议简介 (3) 三、电厂/变电站时间同步系统设计方案 (5) 四、系统特点 (9) 五、系统设备规格型号及介绍 (10) 六、设备工作条件及技术指标 (17) 七、典型应用 (20) 八、相关检测 (21) 九、公司简介 (22)
第一部分系统概述 一、建设时钟同步系统的重要性 随着电厂、变电站自动化水平的提高，电力系统对时钟统一对时的要求愈来愈迫切，有了统一精确的时间，既可实现全厂（站）各系统在GPS时间基准下的运行监控和事故后的故障分析，也可以通过各开关动作、调整的先后顺序及准确时间来分析事故的原因及过程。统一精确的时间是保证电力系统安全运行，提高运行水平的一个重要措施。 二、时钟同步系统的优越性 电厂（站）的时钟同步是一件十分重要的基础工作，现在电厂（站）大多采用不同厂家的计算机监控系统、DCS分布式控制系统、自动化及线路微机保护装置、故障录波装置、电能量计费系统、电液调速系统DEH、SCADA系统及各种输煤PLC、除灰PLC、化水PLC、脱硫PLC等，以前的时间同步大多是各设备提供商采用各自独立的时钟，而各时钟因产品质量的差异，在对时精度上都有一定的偏差，从而使全厂各系统不能在统一时间基准的基础上进行数据分析与比较，给事后正确的故障分析判断带来很大隐患。 如今，人们已经充分意识到时间统一的重要性。但是，统一时钟并不是单纯地并用GPS 时钟设备。目前，人们普遍采用一台小型GPS接收机，提供多个RS232端口，用串口电缆逐一连接到各个计算机，实现时间同步。但事实上，这种同步方式的缺点是，使用的电缆长度不能过长；服务器的反应速度、客户机的延迟都直接影响对时精度。而且各电厂（站）往往有不同的装置需要接收时钟同步信号，其接口类型繁多，如RS-232/422/485串行口、脉冲、IRIG-B码、DCF77格式接口等；装置的数量也不等，所以在实际应用中常感到GPS 装置的某些类型接口数量不够或缺少某种类型的接口，其结果就是电厂中有些装置不能实现时钟同步，或者需要再增加一台甚至数台GPS装置，而这往往受到资金不足或没有安装位置等限制。若各系统实施统一GPS时钟同步方案，就可实现全厂（站）各系统在统一GPS时间基准下的运行监控和事故后的故障分析，大大提高了电厂（站）系统的安全稳定性。因此采用GPS时钟同步系统比采用传统的GPS同步设备有着明显的优势，也是技术发展的必然趋势。
GPS时钟同步在ABB DCS系统的应用
GPS时钟同步在ABB DCS系统的应用 一、简介 通常情况下，如果INFI环上存在DSOE的话，系统默认SEM为整个系统的时钟MASTER。 并且按照是否存在GPS又可分两种情况： 一种是没有GPS ，此时TKM时钟模件周期性地向扩展总线上发送时钟信号，这个时钟信号来自其内部的晶振片，并且它的精度为11，SEM主模件再周期性地从扩展总线上读取时钟信号并且发送到INFI环上。这种方式缺陷为，经过较长时间的运行后，整个系统的时钟和实际时钟会存在一个偏差，这个偏差的大小取决于TKM子摸件上的晶振片，并且这个偏差理论上就存在。 另外一种情况是存在GPS，此时TKM始终模件通过TST端子板周期性地从GPS 读取时钟信号后再发送到扩展总线上，这个时钟信号为GPS接受的卫星时钟信号，他的精度为13，SEM主模件再从扩展总线上周期性读取时钟信号后发送到INFI环上。这个方式的时间效果也不太理想，具体表现为TKM时钟模件不能稳定地从GPS读取时钟信号，从而导致INFI环上的时钟精度经常在11和13之间来回变化，并不能导致INFI环上的时钟结构发生跳变从而导致系统时钟混乱。具体原因可能是TKM采取的IRIG-B接口有关，这种接口对GPS 接受仪的IRIG-B 口的输出信号要求比较高，北京中新创科有限公司的GPS时间服务器能解决这个问题。 二、时间同步网络技术 目前有多种时间同步技术，每一种技术都各有特点，不同技术的时间同步精度也存在较大的差异，如表2所示： 表2：各种常用的时间同步技术 时间同步技术准确度覆盖范围 短波授时1～10毫秒全球 长波授时1毫秒区域 GPS 5～500纳秒全球 电话拨号授时100毫秒全球 互联网授时（NTP）1～50毫秒全球 SDH传输网授时100纳秒长途 2 长短波授时时间同步技术 利用无线电信号授时已经具有80多年的历史，国际上长波授时主要使用罗兰-C 系统，国内发射台设在沿海地区，主要用于军事和导航，尚不民用。
GPS时钟同步装置K806用户手册(C型、D型)
一、概述 随着计算机网络的迅猛发展，网络应用已经非常普遍，如电力、金融、通信、交通、广电、安防、石化、冶金、水利、国防、医疗、教育、政府机关、IT等领域的网络系统需要在大范围保持计算机的时间同步和时间准确，因此有一个好的标准时间校时器是非常必要的。为了适应这些领域对于时间越来越精密的要求，锐呈公司精心设计、自主研发了K系列NTP网络时间服务器。该装置以美国全球定位系统（GPS）为时间基准，内嵌国际流行的NTP-SERVER服务，以NTP/SNTP协议同步网络中的所有计算机、控制器等设备，实现网络授时。 K806卫星同步时钟-C型、D型（GPS时间服务器、NTP时间服务器、时间服务器、GPS 网络同步时钟、网络时钟、GPS网络时间服务器、NTP网络时间服务器）采用SMT表面贴装技术生产，以高速芯片进行控制，无硬盘和风扇设计，精度高、稳定性好、功能强、无积累误差、不受地域气候等环境条件限制、性价比高、操作简单、全自动智能化运行，免操作维护，适合无人值守。该产品可以为计算机网络、计算机应用系统、流程控制管理系统、电子商务系统、网上B2B系统以及数据库的保存维护等系统提供精密的标准时间信号和时间戳服务。 二、安全须知 1．使用本装置之前，请您仔细阅读用户手册和装置随带的其它用户说明。 2．非专业人员请勿随意打开机箱，不能改动任何跳线设置，以免影响装置正常工作。3．避免金属线头（丝）或其它金属物落入机箱内，以防止短路或其它故障的发生。4．装置运行过程中，非专业人员不可随意按动装置前面板的按键。 5．装置使用之前，请将装置后面板上的接地端可靠接地。 6．在接电源之前，请确认装置后面板和用户手册上的电源要求，按要求接入电源。7．不同类型的对时信号输出的信号电压、电流幅值不同，在将信号接入被对时设备前请确认所接对时信号类型是否正确，以免损坏被对时设备接口。 三、装置的特点 1．精度高，同步快。