瑞成GPS时钟同步系统全模块化结构

GPS时钟同步系统（北斗时钟同步设备，GPS网络时钟，网络时间同步）技术文件

随着电网规模的扩大，系统范围的发展和分散控制的发展，整个网络的时间同步变得越来越重要，时间的准确性也越来越高. 由于缺乏统一的技术要求和配置标准，以及缺乏有效的时钟同步和时间精度检测手段，该省现有的时间同步系统不尽相同，运行条件​​不够稳定，一些时钟设备的时间精度不能满足要求. 因此，各省电力公司相继发布了《电网时钟同步系统技术规范》. 上海瑞成电气生产的GPS同步系统就是在这种环境下诞生的. 该系统不仅精度高，系统稳定，调试维护方便，而且完全符合《电网时钟同步技术规范》.

该系统的GPS模块使用了摩托罗拉的M12T. 该模块可同时跟踪12个卫星，1PPS的定时精度小于20ns. 它配备有备用电池，在关闭主电源后将保留数据和时间信息，然后下一次初始定位时间（TTFF）将小于50s. 其冷启动定位时间（TIFF）小于200s.

就系统硬件设计而言，32位高性能微处理器ARM9负责接收GPS模块时间，软件操作和部分串行接口. 其他串行接口和所有定时脉冲信号均由FPGA输出，具有很强的灵活性.

GPS时钟同步系统的技术特点:

1. 输出精度: 本系统GPS模块的第二脉冲输出精度小于20ns. 考虑到光耦合器和电平驱动器的延迟，输出精度小于100ns. 所有脉冲输出信号均由FPGA实现，因此配置工具可以补偿每个脉冲信号在电路板上的传输延迟，从而使输出信号的精度在100ns内稳定.

2. 守时准确性: GPS失去星空时，系统会输出守时时间. 内部的准时时钟源使用高稳定性恒温晶体振荡器，并且频率跟踪技术使准时精度达到200us / day.

3. 防雷设计: 实施防雷设计的三个方面. 一种是电源防雷设计；第二是GPS天线的防雷设计；第三是485串口和差分脉冲信号接口的防雷设计.

4. NTP功能: 系统提供两个独立的10 / 100M网络端口，均具有NTP输出功能，可以同时实现两个独立网络的时间调整，并且还可以广播访问方法. 可以通过配置工具设置NTP服务器端口和广播时间间隔.

5. 远程配置和升级: 与系统匹配的配置工具，可以通过以太网远程配置系统，包括程序更新，设备网络配置的修改，调试，串行消息协议的配置以及定时脉冲信号类型（IRIG）的选择-B代码，DCF77或PPS / PPM / PPH脉冲），扩展信号补偿（扩展板的位置不同，延迟不同）. 每个扩展板彼此独立gps接收模块内部结构，可以根据不同需求配置不同的协议，完全摆脱了传统的GPS同步时钟，只发送时间协议，增强了系统的适应性.

6. 监视: 可通过配置工具远程监视系统的运行状态. GPS接收设备通过以太网连接到配置工具，您可以远程查询系统时间，同步脉冲正常/丢失，同步时间源有效/无效，当前时间源（GPS /北斗/守时），守时持续时间，守时精度，恒温晶体的频率，GPS模块状态以及每个扩展板的操作.

7. E1地面同步网络接口: E1地面时间同步网络主要利用现有的2M网络将设备高阻抗地连接到主站和从站，并通过以太网精度时间协议IEEE1588实现从站. 主站已同步. 一般情况下，系统输出GPS北斗时间；当GPS北斗失控时gps接收模块内部结构，系统输出地面同步网络的时间，同步精度有望达到5us.

8. 该设备采用完全模块化的即插即用结构设计，支持板卡热插拔，灵活的配置和易于维护，同时在发电厂的扩展和扩展中为添加或更改定时信号接口提供了便利. 变电站.

GPS时钟同步系统的技术指标

1，GPS

接收频率: 1575.42MHz（L1信号）.

接收灵敏度: 捕获<-130dBm，跟踪<-133dBm.

同时跟踪: 在正常情况下，可以同时跟踪8到12个GPS卫星；

冷启动期间设备不少于4个卫星；

设备热启动时至少有一颗卫星.

捕获时间: 冷启动时少于5分钟，热启动时少于1分钟.

内部电池: 电池类型: 锂电池；

电池寿命: ≮25000h.

2. 平均无故障时间（MTBF）≥70000小时；平均维修时间（MTTR）: 通常不超过30分钟，使用寿命不少于10年. 在正常使用条件下无需维护.

3. 输出时间和协调世界时（UTC）时间同步的精度: ≤0.1μS.

4. 计时单位准时精度: 计时单位晶体振荡器采用OCXO，准时精度优于7 * 10-9（0.42μS/ min）

5. 抗干扰

在雷电过电压，一次回路运行，开关场故障，二次回路运行和其他强烈干扰的影响下，设备不会发生故障.

设备静电放电干扰测试，电气快速瞬变脉冲干扰测试，高频干扰测试，辐射电磁场干扰测试，阻尼冲击波干扰测试，电涌（冲击）干扰测试均符合GB / T17626-1998标准测试和测量技术）和GB / T15153.1-1998（遥控设备和系统第2部分: 工作条件: 电源和电磁兼容性），并达到III级及以上标准.

上面是对GPS时钟同步系统的介绍.

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