GPS校时系统的应用分析

在时频技术领域，我们不断的接触各个行业，不断的践行突破和发展，本文我们主要是对GPS校时系统在广电行业应用引进中的注意事项，选择标准分为几个问题进行说明：

1、广电行业为何需要时间统一？

随着广播电视监测技术的发展和广播电视监测网规模的逐步扩大，广播电视监测手段已由过去的全部人工操作过渡到计算机辅助监测。这就对监测台及时准确的上报监测数据提出了更高的要求，要想一分不误，一秒不差的反映监测中的异态情况，就必须要保证监测网络中计算机时间的精准度。

在这里普及一下，计算机时间不准确的客观原因：由于设计缺陷、温度变化、电磁干扰、振荡器老化，甚至还包括计算机负载等多种原因，多数计算机的时钟是不精确的，同时时间误差是累积的（每台计算机的时间误差不一）。

因为计算机时间的不统一性，利用人工定期或不定期地对计算机时间进行修正会引入很大的人为误差，操作也非常不方便。在这里，我们为提出切实可行的方法是：引入GPS校时系统，通过时间同步的方法利用计算机的时间校准机制自动实现时间同步。

2、为何选择GPS校时系统？

之所以**GPS校时系统，从卫星的角度分析：GPS授时是GPS应用的一个重要方面， GPS的特点是全天候、覆盖广，稳定性高，提供的时间精度比较精准，传输方便。

所以在监测台机房时间同步网的时间基准源问题上，首先选用从GPS获取标准时间（后续也会全面引入我国北斗卫星），同时应考虑后备措施以保障在GPS不可用时，仍然可以提供足够精确的时间（可考虑以高稳定原子钟作为时间服务器内部基准时钟），我们一般推荐加恒温晶振和铷钟（广电行业，我们会推荐加铷钟为优选，保证更高的守时精度）。

3、GPS校时系统选用哪种授时方式？

GPS校时系统是一个大的概念，获取GPS卫星时间信息，进行校时，那么对于广电系统该选择何种授时方式呢？

前面我们提到的广播电视监测技术，广播电视监测网规模这样的概念，鉴于适用性和实用性的原则，我们选用网络校时方式，即通过适用于计算机系统网络时间协议，来实现广电行业的时间统一。

网络时间协议是一种通过因特网服务于计算机时钟的同步时间协议，它提供了一种同步时间机制，使用的是可返回时间设计方案，其特点是:NTP网络协议相当于一种分布式子网，能自我组织操作，经过有线或无线方式同步逻辑时钟达到标准时间。

NTP网络时间协议是用于使计算机时间同步化的一种标准协议, 它可以让计算机网络中服务器及其工作站的时间同步化, 采用该协议可以实现较高精度的时间校正, 保证局域网上计算机与标准时间误差小于1 毫秒, 广域上计算机与标准时间误差小于几十毫秒,且该协议可以采用加密确认的工作方式, 以防止恶意的协议攻击。

4、选择GPS校时系统应具备那些功能？

一步步切入，前面的问题分别说明了广电行业对时间统一的要求，选择GPS校时系统的迫切性，及对GPS校时仪选择时的延展性，那么在应用中，GPS校时系统应具备哪些基本功能来满足广电行业的需要呢，这里我做了一个总结：

（1） GPS 校时方式: 自动从GPS 卫星接收精确的时间信息, 并通过适用接口将接收下来的时间信息, 传送给需要校时的网络系统；

（2）自锁时方式: GPS校时系统, 可以实现卫星失锁自动走时，且其时间精度远高于计算机的时钟精度；

（3）可显示精确，标准的4 位年数、月、日、时、分、秒信息；

（4）可通过NTP 协议来对各个网络上设备提供时间；

（5）可支持各种不同的操作系统（如：支持windows、LINUX、UNIX、SUNSOLARIS、IBM AIX等）时间同步；

以上五点，是GPS校时系统应用于广电行业的必备参数，供后续选择参考，其他功能都可后续逐步增加。

5、GPS校时系统的在广电行业的应用原理

GPS校时系统在广电行业的应用，是标准的局域网络授时模型，其中计算机为客户端，GPS校时系统作为服务器端，利用网络交换机和GPS校时系统进行交换携带时间信息的数据包，进行时钟的矫正。服务器端内置GPS接收模块，以达到网络时间服务器和UTC时间的准确同步。GPS校时仪应用与案例如下图所示：

GPS校时系统应用原理示意图

需要说明的是，很多广电监测台机房网络的规模并不是很大，可以可欧率采用一台独立的主时间服务器，直接向网络中的各个应用系统提供校时服务。

6、GPS校时系统的安装应注意那些问题？

我公司生产的 GPS校时系统，有一系列的产品，在具体的应用中，我们会做最专业的推荐，广电行业目前应用最多的型号有：SYN2151型NTP时间同步服务器，SYN2136型北斗NTP网络时间服务器，SYN2101型GPS时间服务区，SYN4505型标准同步时钟等一系列网络校时仪设备，为了方便应用，我们均设计傻瓜式操作，让客户拿到手就可以直接方便简单的应用。

对于GPS校时系统的安装，主要是存在一个天线的安装，标准配置我们会附一个30m的卫星天线，供客户使用。

在选择天线的长度时，根据实际的环境而定，我们以固定规格的线缆长度为标准，不存在增加1米如何计算的问题。天线随着长度的增加，线缆的粗度和材料也有一定的变化，一般超过50m都会增加放大器，对于配有放大器的天线的安装，需要注意放大器端口的正确接入，示意图如下所示：

GPS校时仪天线连接示意图

如上图，放大器的IN端接入的是蘑菇头端，OUT端接入的是GPS校时系统端，避雷器接在服务器和天线之间的接口。

7、GPS校时系统如何正确安装配置？

GPS校时系统配置很简单，计算机与时间服务器的RJ45 接口相连，通过Windows 命令，进入服务器配置。

首先根据客户端的IP及网络配置需要修改GPS校时系统IP地址及网关地址，其次对于windows服务器可以采用系统自带的NTP服务进行的获取，也可以安装Nettime-2b6对时软件，进行配置。

GPS校时系统在广电行业的应用我们主要做如上说明，在应用中我们也会不断提出新的方案，做到实践最精化，应用最简化，后续更多的问题我们会持续更新。