淺析GPS衛星同步時鐘的技術特點
更新時間：2022-09-13 點擊次數：533次
GPS衛星同步時鐘也稱智能電波鐘，國家教育改革中針對標準化考場建設中的同步時鐘即是電波鐘。同步時鐘也叫“對鐘”。要把分布在各地的時鐘對準(同步起來)，最直觀的方法就是搬鐘，可用一個標準鐘作搬鐘，使各地的鐘均與標準鐘對準。或者使搬鐘首先與系統的標準時鐘對準，然后使系統中的其他時針與搬鐘比對，實現系統其他時鐘與系統統一標準時鐘同步。
所謂系統中各時鐘的同步，并不要求各時鐘*與統一標準時鐘對齊。只要求知道各時鐘與系統標準時鐘在比對時刻的鐘差以及比對后它相對標準鐘的漂移修正參數即可，勿須撥鐘。只有當該鐘積累鐘差較大時才作跳步或閏秒處理。因為要在比對時刻把兩鐘“鐘面時間對齊，一則需要有精密的相位微步調節器會調節時鐘用動源的相位，另外，各種驅動源的漂移規律也各不相同，即使在兩種比對時刻時鐘*對齊，比對后也會產生誤差，仍需要觀測被比對時鐘驅動源相對標準鐘的漂移規律，故一般不這樣做。
GPS衛星同步時鐘采用了低相噪鎖相環技術和大規模集成電路設計，內置高穩定度恒溫晶振OCXO和高品質、高精度授時型GPS接收機,采用的GPS頻率測控技術，對晶體振蕩器的輸出頻率進行精密測量與調節，使其輸出頻率精確同步在GPS系統上，提供高精度的時間頻率基準信號，能夠輸出滿足ITU-T G.811要求1級基準時鐘源，可以使用在數字交換機、SONET和SDH傳輸系統上。同時還可以為任何級別的定時信號發生器(TSG)提供1級時鐘同步信號，可以向外提供跟蹤與UTC時間的2.048Mb/s(E1)和2.048MHz輸出信號。
同步時鐘的Opt-EIO選項能夠提供再定時功能，可接收E1信號并利用本身精準的時間參考信號對其進行重新解碼，輸出波形符合ITU-T G.703碼型為HDB3的 E1信號，當設備自身降質或者斷電時，將啟動直通模式將接收到的E1信號輸出。
GPS衛星同步時鐘輸出的1pps信號是GPS馴服晶振輸出頻率信號經過10,000,000次分頻后得到的，相位與載波信號嚴格一致，且不受GPS秒脈沖短時間隨機跳變帶來的影響，相當于UTC時間基準的“復現”。這種特性特別適合于通信基站等對時間頻率要求嚴格的系統。
同步時鐘具有泰福特獨創的智能學習算法，在GPS馴服晶振的過程中能夠不斷“學習”晶振的漂移等特性，并將這些參數存入板載EEPROM存儲器中。當GPS出現異常或不可用時，能夠自動切換到保持模式(Hold-over mode)，利用高效的智能保持算法，依靠內置高穩晶振繼續提供高可靠性的時間和頻率信號輸出，在短時間內仍保持有較高的精度。當設備斷電重新開機后，設備可以利用原來已經存儲的歷史數據，使時鐘在較短的時間內達到較高的準確度。
