一：什么是衛(wèi)星授時

授時設(shè)備從北斗導(dǎo)航衛(wèi)星或者GPS導(dǎo)航衛(wèi)星的信號上獲取標(biāo)準(zhǔn)的時間信息，將這些信息通過各種類型的接口傳輸給需要時間信息的設(shè)備（計(jì)算機(jī)、主控器、采樣設(shè)備、RTU等），這樣就可以達(dá)到單個設(shè)備的時間校準(zhǔn)或者多個系統(tǒng)的時間同步，這個過程就叫做衛(wèi)星授時。

二:衛(wèi)星授時工作原理

無論GPS衛(wèi)星或者北斗衛(wèi)星上都搭載了原子鐘(銫鐘或者是銣鐘)。有了精確的時鐘，加上地面站的不斷校正，衛(wèi)星系統(tǒng)的時間會是非常準(zhǔn)確的。衛(wèi)星會在自己的電文中播發(fā)一個時間，播發(fā)這個時間的信號邊沿是和這個時間值嚴(yán)格對應(yīng)的。通過測量這個邊沿，可以在本地恢復(fù)出一個精確的變化邊沿，這個邊沿是與發(fā)射時刻同步的。導(dǎo)航電文中提供了當(dāng)前時刻所在的“周數(shù)”，這個周數(shù)是從北斗或者GPS系統(tǒng)的起始時間開始計(jì)數(shù)的，另外通過計(jì)算調(diào)制在載波上的偽隨機(jī)碼的信息可以知道當(dāng)前的周內(nèi)秒，有了這些信息即可實(shí)現(xiàn)授時功能。

三：常見的授時方式

目前主流的時間同步信號及接口方式有1PPS/1PPM、IRIG-B碼、RS-232串口和NTP網(wǎng)絡(luò)授時等。1PPS/1PPM脈沖和IRIG-B碼授時精度最高可達(dá)到納秒量級，RS-232和NTP授時一般情況下精度可達(dá)毫秒量級。1PPS/1PPM和IRIG-B碼和RS-232都需要專用接口和線纜，而NTP方式則可采用網(wǎng)絡(luò)的方式。

a) 1PPS/1PPM授時方式
此格式時間信號每秒或每分時輸出一個脈沖信號。顯然，脈沖輸出不含具體時間信息。

b) B碼授時方式
IRIG共有A、B、D、E、G、H幾種編碼標(biāo)準(zhǔn)。其中在時間同步應(yīng)用中使用最多的是IRIG-B編碼，有DC碼 (BC電平偏移)、AC碼 (1kHz正弦載波調(diào)幅)等格式。IRIG-B信號每秒輸出一幀，每幀長為一秒。一幀共有100個碼元，由不同脈沖寬度的碼元來代表二進(jìn)制0、1和位置標(biāo)志位。

c) RS-232串口授時方式
時間輸出通過EIA標(biāo)準(zhǔn)串行接口發(fā)送一串以ASCII碼表示的日期和時間報(bào)文。時間報(bào)文中可插入奇偶校驗(yàn)、時鐘狀態(tài)、診斷結(jié)果等豐富的信息。此種方法可以在計(jì)算機(jī)上使用軟件直觀的看到當(dāng)前的時間信息，并且隨時的校正計(jì)算機(jī)時間，使用非常方便。

d)網(wǎng)絡(luò)授時方式
網(wǎng)絡(luò)授時是使用NTP協(xié)議在互聯(lián)網(wǎng)上傳遞統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的時間。具體的實(shí)現(xiàn)方案是在網(wǎng)絡(luò)上指定若干時間服務(wù)器，為用戶提供授時服務(wù)，并且這些時間服務(wù)器間應(yīng)該能夠相互比對，提高準(zhǔn)確度。局域網(wǎng)內(nèi)所有的PC、服務(wù)器和其他設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)與時間服務(wù)器保持同步，NTP協(xié)議自動判斷網(wǎng)絡(luò)延時，并對得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行時間補(bǔ)償。從而使局域網(wǎng)設(shè)備時間保持統(tǒng)一精準(zhǔn)。

四：常用的計(jì)算機(jī)授時方法

目前計(jì)算機(jī)對時間的保持方法比較單一,在計(jì)算機(jī)關(guān)閉時,由主板上的晶體依靠電池供電運(yùn)行,保持時間。計(jì)算機(jī)開機(jī)后,由計(jì)算機(jī)的BIOS里安裝的軟件程序進(jìn)行計(jì)時。主板上的晶體長期運(yùn)行會有漂移,軟件計(jì)時會受系統(tǒng)程序或者其它應(yīng)用軟件程序的影響而產(chǎn)生較大的誤差。所以計(jì)算機(jī)本身很難保證其時間精度,也無法保證多臺計(jì)算機(jī)之間的時間同步精度。

為了解決這一問題,利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)的高精度時鐘源作為時間參考,實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的時鐘精密修改和同步。從衛(wèi)星定位模塊上取得數(shù)據(jù)和秒脈沖信號通過數(shù)據(jù)接口傳輸給計(jì)算機(jī)。在計(jì)算機(jī)上用授時軟件讀取到數(shù)據(jù)處理后,得到精確的時間脈沖標(biāo)志和時間數(shù)據(jù)。在秒脈沖到來時刻,將接收到的時間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,并更新計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)時間。通過這種方法可以保證單臺計(jì)算機(jī)任意時刻的時間精度,也可以達(dá)到多臺計(jì)算機(jī)之間時間高精度同步的目的。lw