gps時鍾接收裝置作用

㈠ GPS有什麼功能具體的功能有那些

GPS的工作原理，簡單地說來，是利用我們熟知的幾何與物理上一些基本原理。首先我們假定衛星的位置為已知，而我們又能准確測定我們所在地點A至衛星之間的距離，那麼A點一定是位於以衛星為中心、所測得距離為半徑的圓球上。進一步，我們又測得點A至另一衛星的距離，則A點一定處在前後兩個圓球相交的圓環上。我們還可測得與第三個衛星的距離，就可以確定A點只能是在三個圓球相交的兩個點上。根據一些地理知識，可以很容易排除其中一個不合理的位置。當然也可以再測量A點至另一個衛星的距離，也能精確進行定位。 以上所說，要實現精確定位，要解決兩個問題：
其一是要確知衛星的准確位置；
其二是要准確測定衛星至地球上我們所在地點的距離。下面我們看看怎樣來做到這點。

GPS導航示意圖
怎樣確知衛星的准確位置

要確知衛星所處的准確位置。首先，要通過深思熟慮，優化設計衛星運行軌道，而且，要由監測站通過各種手段，連續不斷監測衛星的運行狀態，適時發送控制指令，使衛星保持在正確的運行軌道。將正確的運行軌跡編成星歷，注入衛星，且經由衛星發送給GPS接收機。正確接收每個衛星的星歷，就可確知衛星的准確位置。

這個問題解決了，接下來就要解決准確測定地球上某用戶至衛星的距離。衛星是遠在地球上層空間，又是處在運動之中，我們不可能象在地上量東西那樣用尺子來量，那麼又是如何來做的呢？

如何測定衛星至用戶的距離

我們過去都學過這樣的公式：時間X速度=距離。我們也從物理學中知道，電波傳播的速度是每秒鍾三十萬公里，所以我們只要知道衛星信號傳到我們這里的時間，就能利用速度乘時間等於距離這個公式，來求得距離。所以，問題就歸結為測定信號傳播的時間。

要准確測定信號傳播時間，要解決兩方面的問題。一個是時間基準問題。就是說要有一個精確的時鍾。就好比我們日常量一張桌子的長度，要用一把尺子。假如尺子本身就不標准，那量出來的長度就不準。另一個就是要解決測量的方法問題。

時間基準問題

GPS系統在每顆衛星上裝置有十分精密的原子鍾，並由監測站經常進行校準。衛星發送導航信息，同時也發送精確時間信息。GPS接收機接收此信息，使與自身的時鍾同步，就可獲得准確的時間。所以，GPS接收機除了能准確定位之外，還可產生精確的時間信息。

測定衛星信號傳輸時間的方法

為了避免採用過多的技術術語，我們先作一個不太恰當的比喻。我們在所處的地點和衛星上同時啟動錄音機來播放「東方紅」樂曲，那麼，我們應該能聽到一先一後兩支「東方紅」的曲子（實際上，衛星上播放的曲子，我們不可能聽見，只是假想能夠聽到），但一定是不合拍的。為了使兩者合拍，我們延遲啟動地上錄音機的時間。當我們聽到兩支曲子合拍時，啟動錄音機所延遲的時間就等於曲子從衛星傳送到地上的時間。當然，電波比聲波速度高得多，電波也不能用耳朵來接收。所以，實際上我們播送的不是「東方紅」樂曲，而是一段叫做偽隨機碼的二進制電碼。延遲GPS接收機產生的偽隨機碼，使與接收到衛星傳來的碼字同步，測得的延遲時間就是衛星信號傳到GPS接收機的時間。至此，我們也就解決了測定衛星至用戶的距離。當然，上面說的都還是十分理想的情況。實際情況比上面說的要復雜得多，所以我們還要採取一些對策。例如：電波傳播的速度，並不總是一個常數。在通過電離層中電離子和對流層中水氣的時候，會產生一定的延遲。一般我們這可以根據監測站收集的氣象數據，再利用典型的電離層和對流層模型來進行修正。還有，在電波傳送到接收機天線之前，還會產生由於各種障礙物與地面折射和反射產生的多徑效應。這在設計GPS接收機時，要採取相應措施。當然，這要以提高GPS接收機的成本為代價。 原子鍾雖然十分精確，但也不是一點誤差也沒有。GPS接收機中的時鍾，不可能象在衛星上那樣，設置昂貴的原子鍾，所以就利用測定第四顆衛星，來校準GPS接收機的時鍾。我們前面提到，每測量三顆衛星可以定位一個點。利用第四顆衛星和前面三顆衛星的組合，可以測得另一些點。理想情況下，所有測得的點，都應該重合。但實際上，並不完全重合。利用這一點，反過來可以校準GPS接收機的時鍾。測定距離時選用衛星的相互幾何位置，對測定的誤差也不同。為了精確的定位，可以多測一些衛星，選取幾何位置相距較遠的衛星組合，測得誤差要小。在我們提到測量誤差時，還有一點要提到，就是美國的SA政策。美國政府在GPS設計中，計劃提供兩種服務。一種為標準定位服務（SPS），利用粗碼（C/A）定位，精度約為100m，提供給民用。另一種為精密定位服務（PPS），利用精碼（P碼）定位，精度達到10m，提供給軍方和特許民間用戶使用。由於多次試驗表明，SPS的定位精度已高於原設計，美國政府出於對自身安全的考慮，對民用碼進行了一種稱為「選擇可用性SA(Selective Availability)」的干擾，以確保其軍用系統具有最佳的有效性。由於SA通過衛星在導航電文中隨機加入了誤差信息，使得民用信號C/A碼的定位精度降至二維均方根誤差在100米左右。

採用差分GPS技術(DGPS)，可消除以上所提到大部分誤差，以及由於SA所造成的干擾，從而提高衛星導航定位的總體精度，使系統誤差達到10到15米之內。

GPS技術的錯差

在GPS定位過程中，存在三部分誤差。一部分是對每一個用戶接收機所共有的，例如：衛星鍾誤差、星歷誤差、電離層誤差、對流層誤差等；第二部分為不能由用戶測量或由校正模型來計算的傳播延遲誤差；第三部分為各用戶接收機所固有的誤差，例如內部雜訊、通道延遲、多徑效應等。利用差分技術第一部分誤差可完全消除，第二部分誤差大部分可以消除，這和基準接收機至用戶接收機的距離有關。第三部分誤差則無法消除，只能靠提高GPS接收機本身的技術指標。對美國SA政策帶來的誤差，實質上它是人為地增大前兩部分誤差，所以差分技術也相應克服SA政策帶來的影響。

差分GPS技術消除公共誤差原理

假如在距離用戶500公里之內，設置一部基準接收機。它和用戶接收機同時接收某一衛星的信號，那麼我們可以認為信號傳至兩部接收機所途經電離層和對流層的情況基本是相同，故所產生的延遲也相同。由於接收同一顆衛星，故星歷誤差、衛星時鍾誤差也相同。若我們通過其它方法確知所處的三維座標（也可以用精度很高的GPS接收機來實現，其價格比一般GPS接收機高得多），那就可從測得偽距中，推算其中的誤差。將此誤差數據傳送給用戶，用戶就可從測量所得的偽距中扣除誤差，就能達到更精確的定位。

GPS數據處理軟體是GPS用戶系統的重要部分，其主要功能是對GPS接收機獲取的衛星測量記錄數據進行「粗加工」、「預處理」，並對處理結果進行平差計算、坐標轉換及分析綜合處理。解得測站的三維坐標，測體的坐標、運動速度、方向及精確時刻。

GPS定位技術是正在發展中的高新技術，數據處理技術也處在不斷更新之中，各系列GPS接收機製造廠家研製的處理軟體也各具特色。 全球定位系統GPS是近年來開發的最具有開創意義的高新技術之一，其全球性、全能性、全天候性的導航定位、定時、測速優勢必然會在諸多領域中得到越來越廣泛的應用。在發達國家，GPS技術已經開始應用於交通運輸和道路工程之中。目前，GPS技術在我國道路工程和交通管理中的應用還剛剛起步，相信隨著我國經濟的發展，高等級公路的快速修建和GPS技術應用研究的逐步深入，其在道路工程中的應用也會更加廣泛和深入，並發揮更大的作用。 GPS導航系統與電子地圖、無線電通信網路及計算機車輛管理信息系統相結合，可以實現車輛跟蹤和交通管理等許多功能，這些功能包括： 車輛跟蹤 利用GPS和電子地圖可以實時顯示出車輛的實際位置，並任意放大、縮小、還原、換圖；可以隨目標移動，使目標始終保持在屏幕上；還可實現多窗口、多車輛、多屏幕同時跟蹤。利用該功能可對重要車輛和貨物進行跟蹤運輸。

提供出行路線規劃和導航 提供出行路線規劃是汽車導航系統的一項重要輔助功能，它包括自動線路規劃和人工線路設計。自動線路規劃是由駕駛者確定起點和目的地，由計算機軟體按要求自動設計最佳行駛路線，包括最快的路線、最簡單的路線、通過高速公路路段次數最少的路線等的計算。人工線路設計是由駕駛者根據自己的目的地設計起點、終點和途經點等，自動建立線路庫。線路規劃完畢後，顯示器能夠在電子地圖上顯示設計線路，並同時顯示汽車運行路徑和運行方法。

信息查詢 為用戶提供主要物標，如旅遊景點、賓館、醫院等資料庫，用戶能夠在電子地圖上根據需要進行查詢。查詢資料可以文字、語言及圖象的形式顯示，並在電子地圖上顯示其位置。同時，監測中心可以利用監測控制台對區域內的任意目標所在位置進行查詢，車輛信息將以數字形式在控制中心的電子地圖上顯示出來。

（4）話務指揮

指揮中心可以監測區域內車輛運行狀況，對被監控車輛進行合理調度。指揮中心也可隨時與被跟蹤目標通話，實行管理。

（5）緊急援助

通過GPS定位和監控管理系統可以對遇有險情或發生事故的車輛進行緊急援助。監控台的電子地圖顯示求助信息和報警目標，規劃最優援助方案，並以報警聲光提醒值班人員進行應急處理。

GPS技術在汽車導航和交通管理工程中的研究與應用目前在中國剛剛起步，而國外在這方面的研究早已開始並已取得了一定的成果。加拿大卡爾加里大學設計了一種動態定位系統，該系統包括一台捷聯式慣性系統，兩台GPS接收機和一台微機，可測定已有道路的線形參數，為道路管理系統服務。美國研製了應用於城市的道路交通管理系統，該系統利用GPS和GIS建立道路資料庫，在資料庫中包含有各種現時的數據資料，如道路的准確位置、路面狀況、沿路設施等，該系統於1995年正式運行，為城市道路交通管理起到重要作用。近些年來國外研製了各種用於車輛誘導的系統，其中車輛位置的實時確定以往主要依據慣性測量系統以及車輪感測器，隨著GPS的發展和所顯示出的優越性，有取代前兩種方法的趨勢。用於城市車輛誘導的GPS定位一般是在城市中設立一個基準站，車載GPS實時接收 基準站發射的信息，經過差分處理便可計算出實時位置，把目前所處位置與所要到達的目標在道路網中進行優化計算，便可在道路電子地圖上顯示出到達目標的最優化路線，為公安、消防、搶修、急救等車輛服務。

㈡ gps衛星同步時鍾裝置是干什麼用的GPS衛星時鍾伺服器主要應用在哪些場合

GPS衛星同步時鍾來裝置是針對自動化自系統中的計算機、控制裝置等進行校時的高科技產品，GPS衛星同步時鍾裝置它從GPS衛星上獲取標準的時間信號，將這些信息通過各種介面類型來傳輸給自動化系統中需要時間信息的設備（計算機、保護裝置、故障錄波器、事件順序記錄裝置、安全自動裝置、遠動RTU），這樣就可以達到整個系統的時間同步。

GPS衛星同步時鍾產品採用SMT表面貼裝技術生產，大規模集成電路設計，以高速晶元進行控制，具有精度高、穩定性好、功能強、無積累誤差、不受地域氣候等環境條件限制、性價比高、操作簡單等特點，GPS衛星同步時鍾裝置全自動智能化運行，免操作維護，適合無人值守且廣泛應用於電力、金融、通信、交通、廣電、石化、冶金、國防、教育、IT、公共服務設施等各個領域，北京北斗時間頻率技術公司為您提供全面服務！

㈢ gps接收器集成在cc上，gps時鍾模塊完成哪些功能

一共有一下四個功能：
1、支持與外部各種參考時鍾同步，包括GPS、BITS始終和IEEE1588等；
2、產生並給其他模塊分發時鍾；
3、提供GPS接收器介面和對其管理；
4、統一提供高精度時鍾，時間可以由O&M系統和GPS來校準。
以上四個就是GPS接收器集成在cc上的原因和用途，如果想了解更多gps時鍾授時設備的信息可以訪問西安同步電子科技網站。

㈣ gps衛星同步時鍾具有哪些功能，使用過程中應該注意哪些問題

GPS衛星時鍾同步系統利用RS232介面接收GPS衛星傳來的信號，然後經主CPU中央處理單元的規約轉換、當地時間轉換成滿足各種要求的介面標（RS232/RS422/RS485等）和時間編碼輸出（IRIG_B碼，ASCII碼等）。GPS衛星時鍾同步系統一般由GPS衛星信號接收部分、CPU部分、輸出或擴展部分、電源部分、人機交互模塊部分組成。GPS時鍾同步系統主要有同步脈沖輸出、串列時間信息輸出和IRIG-B碼輸出三種對時方式。

脈沖同步輸出方式，即同步時鍾每隔一定的時間間隔輸出一個精確的同步脈沖。被授時裝置在接收到同步脈沖後進行對時，消除裝置內部時鍾的走時誤差。脈沖同步的缺點是無法直接提供時間信息，被授時裝置如果時間源就出錯，會一直錯誤走下去。串列同步輸出方式，是將時刻信息以串列數據流的方式輸出。

各種被授時裝置接收每秒一次的串列時間信息獲得時間同步，在未接收到廣播對時令的這段時間間隔內，裝置時鍾存在自身走時誤差問題，使用串列方式對時比脈沖對時方式復雜，另外在接收過程中，信息處理耗費的時間也會影響對時精度，所以主要用於給事件加上時間標記，如果要提高對時精度，現場應用時還需要再給出秒對時脈沖信號。利用1PPS（秒脈沖）信號的上升沿來實現外部時鍾與GPS時鍾的同步以及將同步誤差抑制在滿足系統精度要求范圍之內。

IRIG-B碼輸出方式，IRIG組織發布的用於各系統時間同步的時間碼標准,其中應用最廣泛的是IRIG-B版本，簡稱B碼。B碼以BCD碼方式輸出，每秒輸出一次，內含100個脈沖，輸出的時間信息為：秒、分、時，日期順序排列。B碼信號一般有(TTL)電平方式、RS422電平方式、RS232電平方式、調制信號（AM）四種形式。脈沖對時和串列口對時各有優缺點，前者精度高但是無法直接提供時間信息；而後者對時精度比較低，尤其是多小室模式或者監控系統中有多個管理機、多個子系統的時候時間精度受串口通信時延的影響尤為突出。

B碼對時兼顧了兩者的優點，是一種精度很高並且又含有標準的時間信息的對時方式，當變電站的智能設備採用B碼對時，就不再需要現場匯流排的通信報文對時,也不再需要GPS輸出大量脈沖接點信號。按技術規范規定凡新投運的需授時變電站自動化系統間隔層設備，原則上應採用IRIG-B碼（DC）時鍾同步信號。

西安同步電子是專業生產研發gps衛星同步時鍾系統的廠家，以上資料就是從他們官網摘抄的，如需要了解更多信息可以上他們網站查詢。

GPS衛星同步時鍾系統注意事項：

為保證 GPS 衛星同步時鍾系統的功能、精度和效率，應做好日常的保養和維護工作，應定時對 GPS 對時系統各個部件進行檢查，首先 應檢查裝置顯示面板上的天線信號是否正常，再檢查顯示面板上鎖定 的衛星數量（一般應大於 3），以上兩項正常後再用顯示面板上所顯示的時間與各個對時設備上所顯示或列印的時間進行比對，以確認對時系統內所有參與對時的設備的對時單元工作正常，定時對系統內的各個部件進行巡檢以保證整個系統的可靠性。

在GPS屏內還應加裝監視裝置,運行狀態的告警接點輸出，包括電源消失告警、IRIG- B 信號消失告警以及本裝置自檢異常告警以便及時反應 GPS運行情況。正常工作時，電源指示應該正常，「1PPS」脈沖指示燈每秒閃爍一次，當發出「IRIG- B信號消失告警」表示本機未 正確收到 IRIG- B 的輸入信號，應做進一步檢查。

㈤ GPS時鍾系統的輸出及各種應用

1.1 GPS時鍾
全球定位系統(Global Positioning System，GPS)由一組美國國防部在1978年開始陸續發射的衛星所組成，共有24顆衛星運行在6個地心軌道平面內，根據時間和地點，地球上可見的衛星數量一直在4顆至11顆之間變化。
GPS時鍾是一種接受GPS衛星發射的低功率無線電信號，通過計算得出GPS時間的接受裝置。為獲得准確的GPS時間，GPS時鍾必須先接受到至少4顆GPS衛星的信號，計算出自己所在的三維位置。在已經得出具體位置後，GPS時鍾只要接受到1顆GPS衛星信號就能保證時鍾的走時准確性。
作為火電廠的標准時鍾，我們對GPS時鍾的基本要求是：至少能同時跟蹤8顆衛星，有盡可能短的冷、熱啟動時間，配有後備電池，有高精度、可靈活配置的時鍾輸出信號。
1.2 GPS時鍾信號輸出
目前，電廠用到的GPS時鍾輸出信號主要有以下三種類型：
1.2.1 1PPS/1PPM輸出
此格式時間信號每秒或每分時輸出一個脈沖。顯然，時鍾脈沖輸出不含具體時間信息。
1.2.2 IRIG-B輸出
IRIG(美國the Inter-Range Instrumentation Group)共有A、B、D、E、G、H幾種編碼標准(IRIG Standard 200-98)。其中在時鍾同步應用中使用最多的是IRIG-B編碼，有bc電平偏移(DC碼)、1kHz正弦載波調幅(AC碼)等格式。IRIG-B信號每秒輸出一幀(1fps)，每幀長為一秒。一幀共有100個碼元(100pps)，每個碼元寬10ms，由不同正脈沖寬度的碼元來代表二進制0、1和位置標志位(P)，見圖1.2.2-1。
為便於理解，圖1.2.2-2給出了某個IRIG-B時間幀的輸出例子。其中的秒、分、時、天(自當年1月1日起天數)用BCD碼表示，控制功能碼(Control Functions，CF)和標准二進制當天秒數碼(Straight Binary Seconds Time of Day，SBS)則以一串二進制「0」填充(CF和SBS可選用，本例未採用)。
1.2.3 RS-232/RS-422/RS-485輸出
此時鍾輸出通過EIA標准串列介面發送一串以ASCII碼表示的日期和時間報文，每秒輸出一次。時間報文中可插入奇偶校驗、時鍾狀態、診斷信息等。此輸出目前無標准格式，下圖為一個用17個位元組發送標准時間的實例：
1.3電力自動化系統GPS時鍾的應用
電力自動化系統內有眾多需與GPS時鍾同步的系統或裝置，如DCS、PLC、NCS、SIS、MIS、RTU、故障錄波器、微機保護裝置等。在確定GPS時鍾時應注意以下幾點：
(1)這些系統分屬熱控、電氣、系統專業，如決定由DCS廠商提供的GPS時鍾實現時間同步(目前通常做法)，則在DCS合同談判前，就應進行專業間的配合，確定時鍾信號介面的要求。(GPS時鍾一般可配置不同數量、型式的輸出模塊，如事先無法確定有關要求，則相應合同條款應留有可調整的餘地。)
(2)各系統是否共用一套GPS時鍾裝置，應根據系統時鍾介面配合的難易程度、系統所在地理位置等綜合考慮。各專業如對GPS時鍾信號介面型式或精度要求相差較大時，可各自配置GPS時鍾，這樣一可減少專業間的相互牽制，二可使各系統時鍾同步方案更易實現。另外，當系統之間相距較遠(例如化水處理車間、脫硫車間遠離集控樓)時，為減少時鍾信號長距離傳送時所受的電磁干擾，也可就地單設GPS時鍾。分設GPS時鍾也有利於減小時鍾故障所造成的影響。
(3)IRIG-B碼可靠性高、介面規范，如時鍾同步介面可選時，可優先採用。但要注意的是，IRIG-B只是B類編碼的總稱，具體按編碼是否調制、有無CF和SBS等又分成多種(如IRIG-B000等)，故時鍾接收側應配置相應的解碼卡，否則無法達到准確的時鍾同步。
(4)1PPS/1PPM脈沖並不傳送TOD信息，但其同步精度較高，故常用於SOE模件的時鍾同步。RS-232時間輸出雖然使用得較多，但因無標准格式，設計中應特別注意確認時鍾信號授、受雙方時鍾報文格式能否達成一致。
(5)火電廠內的控制和信息系統雖已互連，但因各系統的時鍾同步協議可能不盡相同，故仍需分別接入GPS時鍾信號。即使是通過網橋相連的機組DCS和公用DCS，如果時鍾同步信號在網路中有較大的時延，也應考慮分別各自與GPS時鍾同步。
二、西門子TELEPERMXP時鍾同步方式
這里以西門子公司的TXP系統為例，看一下DCS內部及時鍾是如何同步的。
TXP的電廠匯流排是以CSMA/CD為基礎的乙太網，在匯流排上有二個主時鍾：實時發送器(RTT)和一塊AS620和CP1430通訊/時鍾卡。正常情況下，RTT作為TXP系統的主時鍾，當其故約40s後，作為備用時鍾的CP1430將自動予以替代(實際上在ES680上可組態2塊)CP1430作為後備主時鍾)。見圖2-1。
RTT可自由運行(free running)，也可與外部GPS時鍾通過TTY介面(20mA電流迴路)同步。與GPS時鍾的同步有串列報文(長32位元組、9600波特、1個啟動位、8個數據位、2個停止位)和秒/分脈沖二種方式。
RTT在網路層生成並發送主時鍾對時報文，每隔10s向電廠匯流排發送一次。RTT發送時間報文最多等待1ms。如在1ms之內無法將報文發到匯流排上，則取消本次時間報文的發送：如報文發送過程被中斷，則立即生成一個當前時間的報文。時鍾報文具有一個多播地址和特殊幀頭，日期為從1984.01.01至當天的天數，時間為從當天00：00：00，000h至當前的ms值，解析度為10ms。
OM650從電廠匯流排上獲取時間報文。在OM650內，使用Unix功能將時間傳送給終端匯流排上的SU、OT等。通常由一個PU作為時間伺服器，其他OM650設備登錄為是境客戶。
AS620的AP在啟動後，通過調用「同步」功能塊，自動與CP1430實現時鍾同步。然後CP1430每隔6s與AP對時。
TXP時鍾的精度如下：
從上述TXP時鍾同步方式及時鍾精度可以看出，TXP系統內各進鍾採用的是主從分級同步方式，即下級時鍾與上級時鍾同步，越是上一級的時鍾其精度越高。
三、時鍾及時鍾同步誤差
3.1時鍾誤差
眾所周知，計算機的時鍾一般都採用石英晶體振盪器。晶振體連續產生一定頻率的時鍾脈沖，計數器則對這些脈沖進行累計得到時間值。由於時鍾振盪器的脈沖受環境溫度、勻載電容、激勵電平以及晶體老化等多種不穩定性因素的影響，故時鍾本身不可避免地存在著誤差。例如，某精度為±20ppm的時鍾，其每小時的誤差為：(1×60×60×1000ms)×(20/10.6)=72ms，一天的累計誤差可達1.73s；若其工作的環境溫度從額定25℃變為45℃，則還會增加±25ppm的額外誤差。可見，DCS中的時鍾若不經定期同步校準，其自由運行一段時間後的誤差可達到系統應用所無法忍受的程度。
隨著晶振製造技術的發展，目前在要求高精度時鍾的應用中，已有各種高穩定性晶振體可供選用，如TCXO(溫度補償晶振)、VCXO(壓控晶振)、OCXO(恆溫晶振)等。
3.2時鍾同步誤差
如果對類似於TXP的時鍾同步方式進行分析，不難發現時鍾在自上而下的同步過程中產生的DCS的絕對對時誤差可由以下三部分組成：
3.2.1 GPS時鍾與衛星發射的UTC(世界協調時)的誤差
這部分的誤差由GPS時鍾的精度所決定。對1PPS輸出，以脈沖前沿為准時沿，精度一般在幾十ns至1μs之間；對IRIG-B碼和RS-232串列輸出，如以中科院國家授時中心的地鍾產品為例，其同步精度以參考碼元前沿或起始相對於1PPS前沿的偏差計，分別達0.3μs和0.2ms。
3.2.2 DCS主時鍾與GPS時鍾的同步誤差
DCS網路上的主時鍾與GPS時鍾通過「硬接線」方式進行同步。一般通過DCS某站點內的時鍾同步卡接受GPS時鍾輸出的標准時間編碼、硬體。例如，如在接受端對RS-232輸出的ASCII碼位元組的發送延遲進行補償，或對IRIG-B編碼採用碼元載波周期計數或高頻銷相的解碼卡，則主時鍾與GPS時鍾的同步精度可達很高的精度。
3.2.3 DCS各站點主從時鍾的同步誤差
DCS主時鍾與各站點從時鍾通過網路進行同步，其間存在著時鍾報文的發送時延、傳播時延、處理時延。表現在：(1)在主時鍾端生成和發送時間報文時，內核協議處理、操作系統對同步請求的調用開銷、將時間報文送至網路通信介面的時間等；(2)在時間報文上網之前，還必須等待網路空閑(對乙太網)，遇沖突還要重發；(3)時間報文上網後，需一定時間通過DCS網路媒介從主時鍾端傳送到子時鍾端(電磁波在光纖中的傳播速度為2/3光速，對DCS區域網而言，傳播時延為幾百ns，可忽略不計)；(4)在從時鍾端的網路通信介面確認是時間報文後，接受報文、記錄報文到達時間、發出中斷請求、計算並校正從時鍾等也需要時間。這些時延或多或少地造成了DCS主從時鍾之間、從從時鍾之間的時間同步誤差。
當然，不同網路類型的DCS、不同的時鍾通信協議和同步演算法，可使網路對時的同步精度各不相同，上述分析只是基於一般原理上探討。事實上，隨著人們對網路時鍾同步技術的不懈研究，多種復雜但又高效、高精確的時鍾同步協議和演算法相繼出現並得到實際應用。例如，互聯網上廣為採用的網路時間協議(Network Time Protocol，NTP)在DCS區域網上已能提供±1ms的對時精度(如GE的ICS分散控制系統)，而基於IEEE1588的標准精確時間協議(Standard Precision Time Protocol，PTP)能使實時控制乙太網上的主、從時鍾進行亞微秒級同步。
四、時鍾精度與SOE設計
雖然DCS的普通開關量掃描速率已達1ms，但為滿足SOE解析度≤1ms的要求，很長一段時間內，人們都一直都遵循這樣的設計方法，即將所有SOE點置於一個控制器之下，將事件觸發開關量信號以硬接線接入SOE模件，其原因就在於不同控制器其時鍾存在著一定的誤差。關於這一點，西門子在描述其TXP系統的FUN B模件分散配置的工程實際情況來看，由於時鍾不能同步而無法做到1ms SOE分辯率，更有甚至因時鍾相差近百ms，造成SOE事件記錄順序的顛倒。
那麼，如何既能滿足工程對於SOE分散設計的要求(如設置了公用DCS後，機組SOE與公用系SOE應分開，或希望進入控制器的MFT、ETS的跳閘信號無需經輸出再返至SOE模件就能用於SOE等)，又不過分降低SOE解析度呢?通過對DCS產品的分析不難發現，通常採用的辦法就是將控制器或SOE模件的時鍾直接與外部GPS時鍾信號同步。例如，在ABB Symphony中，SOEServerNode(一般設在公用DCS網上)的守時主模件(INTKM01)接受IRIG-B時間編碼，並將其產生的RS-485時鍾同步信號鏈接到各控制器(HCU)的SOE時間同步模件(LPD250A)，其板載硬體計時器時鍾可外接1PPM同步脈沖，每分鍾自動清零一次；再如，MAX1000+PLUS的分散處理單元(DPU 4E)可與IRIG-B同步，使DPU的DI點可同時用做SOE，由於採用了1PPM或RS-485、IRIG-B硬接線時鍾「外同步」，避開了DCS時鍾經網路同步目前精度還較差的問題，使各受控時鍾之間的偏差保持在較小的范圍內，故SOE點分散設計是可行的。
由此可見，在工程設計中應結合採用的DCS特點來確定SOE的設計方案。不可將1ms的開關量掃描速率或1ms的控制器(或SOE模件)時鍾相對誤差等同於1ms的SOE解析度，從而簡單地將SOE點分散到系統各處。同時也應看到，SOE點「分散」同「集中」相比，雖然解析度有所降低，但只要時鍾相對誤差很小(如與1ms關一個數量級)，還是完全能滿足電廠事故分析實際需要的。
五、結束語
5.1 目前火電廠各控制系統已不再是各自獨立的信息孤島，大量的實時數據需在不同地方打上時戳，然後送至SIS、MIS，用於各種應用中。因此，在設計中應仔細考慮各種系統的時鍾同步方案和需達到的時鍾同步精度。
5.2 在DCS設計中不僅要注意了解系統主、從時鍾的絕對對時精度，更應重視時鍾之間的相對誤差。因為如要將SOE點分散設計的同時又不過分降低事件解析度，其關鍵就在於各時鍾的偏差應盡可能小。
5.3 完全有理由相信，隨著網路時鍾同步技術的不斷發展，通過網路對系統各時鍾進行高精度的同步將變得十分平常。今後電廠各系統的對時准確性將大大提高，像SOE點分散設計這種基於高精確度時鍾的應用將會不斷出現。

㈥ GPS有哪些作用

在茫茫大海中的航船，在越洋飛行中的飛機，在高速公路上賓士的汽車，無不希望時刻知曉自己所在的方位及前進的目標。這就是交通運輸工具的定位與導航。

在古代，人們可以根據星星來定位，但那隻能在晴朗的天氣下進行，這就是原始的天文導航。直至19世紀，人類才發明了無線電導航，它不再受天氣影響，而是通過無線電發射台發射電波，接收機接收以確定交通工具的方位，從而引導航向。但是由於無線電發射台很難建設在海洋中或荒野大漠中，對交通工具的定位和導航仍然會有很大的誤差。

在1991年開始的海灣戰爭中，美軍和多國部隊到沙漠作戰，運送物質、偵察、空戰等等都需要准確的定位和導航，但美軍做到了這一點。原來他們裝備了一種新研製的GPS接收機，在戰爭中發揮了重大作用，從此GPS便風靡世界。

GPS是「全球衛星定位系統」的英文縮寫。它的基本原理可以說是「天文」導航與無線電導航的巧妙結合。在GPS中，人造衛星代替了星星，不過不需要觀測，地面的無線電發射台搬到衛星上，向地球發射電波，地面上的目標靠接收電波來確定自己的方位。

已於1993年12月正式開通的美國GPS系統，包括人造衛星、地面監控站和用戶接收三個部分。美國向距地球2萬千米的軌道發射了24顆人造衛星，這些衛星嚴格按預定軌道運行，每個時刻的方位都是准確的，這些衛星向地面發射電波，近乎均勻地輻射於地面。地面監控站設在赤道附近，全球共有5處，它們的作用是監控所有衛星。

GPS的用戶裝備有GPS接收機，可接收3～4顆衛星的信號。衛星上特定時間發射的無線電信號以光速傳播，在這點上就能計算出用戶距衛星的距離，3顆衛星的信號就能准確地確定用戶的位置。當然，這一切計算都是通過計算機來進行的。

GPS雖然首先用於軍事，但其在民用領域里有著十分廣泛的應用前景。

GPS對於航空運輸是十分重要的，它可以使越洋長距離飛行的飛機導航准確性大為提高，在地面上用雷達電波因地球弧度的影響做不到很高的准確度。GPS還可以引導飛機在全世界任何機場進行全天候精確盲降，特別是在惡劣天氣下更顯其重要。這樣可以大大降低降落系統的設備費用。

GPS既可以採用單個用戶車載或攜帶型直接跟蹤自定位方式，也可以利用地面控制中心多路跟蹤方式。後面這一種方式在交通運輸中可以起著「交警」的作用，指揮疏散交通，保證交通安全。如在鐵路系統中，利用控制中心對多列列車（每列列車上裝有GPS接收機）進行調度指揮，提高利用率；在城市交通中，出租汽車公司可利用GPS方便地調度車輛，並且可以建成汽車防盜系統；在航海中，應用GPS則更為方便，船隻可以據此駛向預定的海域。

現在，攜帶型的GPS接收機差不多隻有手提電話的大小。荒野中的步行者手握GPS決不會迷失方向。

㈦ gps 可以用來對時,並且比較准時,精度多少原理是什麼

GPS授時是利用GPS衛星搭載的高精度原子鍾，產生基準信號和時間標准，提供覆蓋全球的時間服務，其授時精度高達20億分之一秒。

GPS授時系統主要是利用GPS精確對時的特點來實現裝置的統一對時。GPS接收器在任意時刻能同時接收其視野范圍內4～8顆衛星信號，經解碼和處理後從中提取並輸出兩種時間信號：

(1)時間間隔為1s的脈沖信號PPS，其脈沖前沿與國際標准時間(格林威治時間)的同步誤差不超過1μs；

(2)經串列口輸出的與PPS脈沖前沿對應的國際標准時間和日期代碼。

GPS授時對時方式

主要有3種對時方式：硬對時(脈沖對時)、軟對時(即由通訊報文來對時)和編碼對時(應用廣泛的IRIG-B對時)。

1、硬對時一般用分對時或秒對時，分對時將秒清零、秒對時將毫秒清零。理論上講，秒對時精度要高於分對時。硬對時按接線方式可分成差分對時與空接點對時兩種。硬對時僅能實現站內裝置對時。

2、軟對時採用通訊報文的方式，傳輸的是包括年、月、日、時、分、秒、毫秒在內的完整時間。此種對時方式受距離限制較大，且存在固有傳播延時誤差，所以在精度要求高的場合不能滿足要求。

3、編碼對時目前常用的是IRIG-B對時，分調制和非調制兩種。IRIG-B碼實際上也可以看作是一種綜合對時方案，因為在其報文中包含了秒、分、小時、日期等時間信息，同時每一幀報文的第一個跳變又對應於整秒，相當於秒脈沖同步信號。

(7)gps時鍾接收裝置作用擴展閱讀：

GPS特點：

（1）全球全天候定位

GPS衛星的數目較多，且分布均勻，保證了地球上任何地方任何時間至少可以同時觀測到4顆GPS衛星，確保實現全球全天候連續的導航定位服務（除打雷閃電不宜觀測外）。

（2）定位精度高

應用實踐已經證明，GPS相對定位精度在50km以內可達10-6m，100-500km可達10-7m，1000km可達10-9m。

在300-1500m工程精密定位中，1小時以上觀測時解其平面位置誤差小於1mm，與ME-5000電磁波測距儀測定的邊長比較，其邊長較差最大為0.5mm，校差中誤差為0.3mm。

實時單點定位(用於導航)：P碼1~2m ；C/A碼5~10m。

靜態相對定位：50km之內誤差為幾mm+(1~2ppm*D)；50km以上可達0.1~0.01ppm。

實時偽距差分(RTD)：精度達分米級。

實時相位差分(RTK)：精度達1~2cm。

（3）觀測時間短

隨著GPS系統的不斷完善，軟體的不斷更新，20km以內相對靜態定位，僅需15-20分鍾；快速靜態相對定位測量時，當每個流動站與基準站相距在15KM以內時，流動站觀測時間只需1-2分鍾；採取實時動態定位模式時，每站觀測僅需幾秒鍾。因而使用GPS技術建立控制網，可以大大提高作業效率。

㈧ GPS衛星定位裝置的主要用途是什麼

GPS定位終端分為監控終端和導航終端。
GPS模塊負責接收衛星定位信息。
單純的GPS是一個接收體，和我們的收音機一樣，它獲取衛星信號計算出當前的地理位置（經緯度），現在GPS導航就是利用這個原理，要實現第三方定位（監控）就需要通過無線網路傳輸給監控方，一般都採用GPRS和CDMA1X網路。
GPS：全球衛星定位系統(Global Positioning System,GPS)是由美國政府所發展，整個系統約分成下列三個部份：

【太空衛星部份】由 24 顆繞極衛星所組成，分成六個軌道，運行於約 20200公里的高空，繞行地球一周約12小時。每個衛星均持續著發射載 有衛星軌道數據及時間的無線電波，提供地球上的各種接收機來應用。

【地面管制部份】這是為了追蹤及控制上述衛星運轉，所設置的地面 管制站，主要工作為負責修正與維護每個衛星能保持正常運轉的各項參 數數據，以確保每個衛星都能提供正確的訊息給使用者接收機來接收。

【使用者接收機】追蹤所有的 GPS衛星，並實時地計算出接收機所在 位置的坐標、移動速度及時間，GARMIN GPS 即屬於此部份。
我們一般民間所能擁有及應用的，就是第三部份。計算原理為：每個太空衛星在運行時，任一時刻都有一個坐標值來代表其位置所在(已知值)，接收機所在的位置坐標為未知值，而太空衛星的訊息在傳送過程中，所需耗費的時間，可經由比對衛星時鍾與接收機內的時鍾計算之，將此時間差值乘以電波傳送速度(一般定為光速)，就可計算出太空衛星與使用者接收機間的距離，如此就可依三角向量關系來列出一個相關的方程式。

一般我們使用的接收機就是依上述原理來計算出所在位置的坐標數據，每接收到一顆衛星就可列出一個相關的方程式，因此在至少收到三衛星後，即可計算出平面坐標(經緯度)值，收到四顆則加上高程值，五顆以上更可提高准確度，這就是 GPS的基本定位原理。一般來說，使用者接收機每一秒鍾的坐標數據都是最新的，也就是說接收機會自動不斷地接收衛星訊息，並實時地計算其所在位置的坐標數據，如此使用者便不需擔心是否接收機顯示的數據太舊或是不準確了。

由於衛星是處在相當高的運行軌道上，其傳送的訊號是相當的微弱，因此它不像一般通訊無線電或大哥大等可在室內使用或收到訊號，在使用時需注意下列事項：

1.需在室外及天空開闊度較佳之地方才能使用，否則若大部份之衛星信號被建築物、金屬遮蓋物、濃密樹林等所阻擋，接收機將無法獲得足夠的衛星訊息來計算出所在位置之坐標。

2.請勿在具1.57GHz左右之強電波環境下使用，因此環境易將衛星訊號遮蓋掉，造成接收機無法獲得足夠的衛星訊息來計算出所在位置之坐標，尤其是高壓電塔下方。

3.單純 GPS 所計算出的高程值，並非是我們一般所說的海拔高度及氣壓計量測的飛行高度，原因在於所使用的海平面基準點不同，因此在使用時請務必注意此點。

GPS 的基本應用就是導航與定位，定位方面在上文已描述過，而導航方面就是利用所求出的定位數據來計算。接收機所計算出的任何時刻坐標數據，在GPS里我們都稱為一個航點(WAYPOINT)，也就是說每個航點所表示的就是一個坐標值，比較重要的航點，我們就可以把它儲存在接收機內，並編上一個名字，讓我們可以辨別。

由於在地球表面上的任何位置，都以不同的坐標值來表示，因此只要知道兩個不同航點的坐標數據，接收機就可馬上計算出兩個航點間的直線距離、相對方位及航行速度，這就是 GPS 接收機導航數據的來源。

例如：目前我們在廣州南沙港，希望往南行駛，第一個目的地是虎門，第二個目的地是香港為終站；從起點至終點，每站就都是一個航點，航點與航點間的行程稱為航段(LEG)，從起點依序經過各點至終點琉球等，整個行程我們稱之為一條航線或是一條路徑(ROUTE)，圖標如下：

(航點) 航段 (航點) 航段 (航點)

廣州南沙港 → 虎門 → 香港

全程稱為：Route

我們只要事先將各點的坐標數據(利用地圖或查詢相關數據)輸入GPS接收機內，我們就可建立許多航點數據，要使用時候將其叫出，利用 GPS接收機的導航功能做各航段間的導航。而當進行導航時，為使我們的行進方向不致於偏移太多，有些 GPS 提供了航線寬度— CDI的設定功能，只要我們行進時偏離我們所設定的航線寬度限制，GPS 就會自動提示我們，這就是CDI的作用。由此可知，要利用 GPS 做導航功能，最基本的就是先建立航點的數據，然後儲存在接收機內，如此不管是要做航點與航點間的導航，或是要編輯一條航線，就可直接利用內存內的航點數據了，也可以說″航點″是GPS 接收機導航功能所需最基本的數據了。

㈨ 車載裝置上的GPS信號接收機的作用

GPS信號接收機能夠捕獲到按一定衛星高度截止角所選擇的待測衛星的信號，並跟蹤這些衛星的運行，對所接收到的GPS信號進行變換、放大和處理，以便測量出GPS信號從衛星到接收機 天線的傳播時間，解譯出GPS衛星所發送的導航電文，實時地計算出測站的三維位置，甚至三維速度和時間。

㈩ GPS時鍾是什麼樣的

GPS衛星時鍾守時原理：

北斗時頻的「XBD211-XO NTP網路時間伺服器」通過接收衛星信號給終端設備授時的，當時間伺服器失去衛星信號的情況時，就不能保證時間准確性了，這就需要時間伺服器具守時功能。時間伺服器內置高精度溫補晶振，在衛星失鎖的情況下，還可以實現長時間、高精度的守時功能，並提供准確時間信息和脈沖輸出時間，是建立時間尺度和實現時間統一的專用授時儀器。時間伺服器也可選擇恆溫晶振、銣原子鍾、馴服恆溫晶振模塊、馴服銣鍾模塊等守時精度更高的模塊。