GPS卫星校时服务器的应用介绍

1、火车站校时

随着列车速度地不断提高,行车间隔越来越短,对列车的监测和调度提出了更高的要求。为了保证火车站系统时间的一致性,需要定时对到发通告系统中主站计算机终端时间进行校正。使用GPS卫星校时服务器具有安装方便、成本低廉、精度高的特点,是一种理想的实现方式。

2、到发通告系统介绍

到发通告系统仅是火车站信息化系统中的一部分,其他它主要在车站原有基本信息系统的基础上完成对车次到发自动显示和其他相关系统的整合统一,以达到资源共享,真正实现车站的自动化办公。因为到发通告系统主要针对列车的运行状态以及列车的早晚点等业务进行处理,所以必须保证各个安装点的终端时间一致。

3、到发通告系统校时原理

系统主要安装在车站原有的硬件设备点和各个独立系统的安装点处,信号楼中的通讯程序首先取得站场数据,进行协议解析、整理,并将数据存入网络中心的数据库服务器中,然后通知各终端,同时网络中心的GPS卫星校时服务器亦会将其时间数据通过广播形式发送到各个终端,对终端进行时间校准。

信号楼到发通告采集与控制软件根据实时站场数据,分析出列车到站发车状态,完成列车自动接发车,以及列车早晚点、股道站台更改等功能;同时在信号楼的站场图显示LED大屏上实时显示站场情况;各终端接收到有新数据到达的消息后,查询数据库最新数据,在到发通告终端软件界面和站场图显示软件界面上显示列车的最新到发信息;而进站口,出站口和候车室的各个LED指示牌在接收到新数据到达消息后都会予以显示;同时会有语音提示列车的最新到发信息。

4、GPS简介

GPS全球定位系统是上世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的以卫星为基础的无线电导航定位系统,能为全世界各地的用户提供精密的三维坐标（定位功能）、导航功能和授时,被广泛应用在静态的测绘定位、动态的导航定位、精密的定时和时间同步等领域。

5、GPS系统组成

GPS系统主要由三部分组成,即空间部分、地面控制部分和用户部分。其相应的功能如下:

(1)空间部分:由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成,基本功能是接收由地面监控站发来的导航信息和控制指令,并进行相应的数据处理,通过星载的高精度铯钟和铷钟提供精密的时间标准,向用户发送定位信息,在地面监控站的指令下,通过推进器调整卫星的姿态和启用备用卫星。

(2)地面控制部分:负责监控GPS系统的工作,与北大地面监控站的功能是一样的，测量和计算每颗卫星的星历,编辑成电文发送给卫星,然后由卫星实时地播送给用户。控制部分包括1个主控站、5个监控站和3个注入站。主控站负责收集各监控站送来的跟踪数据,计算卫星的轨道和钟差参数并发送至各注入站。监控站装配有P码接收机和精密时钟,对所接收的卫星进行连续的P码伪距跟踪测量,并将间隔为1.5s的观测结果采用平滑的方法,每隔15min将获得的结果数据传送至主控站。注入站主要的功能是将主控站发送来的卫星星历和钟差信息,每天一次地注入到卫星的存储器中。

(3)用户部分:用户部分即GPS接收机,其结构分为天线单元和接收单元两大部分:天线单元由接收天线和前置放大器组成,要求具有高增益、低噪声系数、大的动态范围;接收单元包括:通道部分,接收来自天线单元的信号、经过处理实现对GPS信号的跟踪、锁定、测量,提供计算位置的数据信息;计算和显示部分,工作开始时进行自检、根据采集的星历数据和伪距测量计算接收机的三维坐标和速度、进行人机对话,输入观测参数及其他指令;存储部分用于存储输入的各种数据。图1系统物理框架图

6、GPS时间同步的原理与技术

（1）GPS定位原理

GPS的基本定位原理是:每颗GPS卫星时刻发布其位置和时间数据信号,用户接收机可以测量每颗卫星信号到接收机的时间延迟,根据信号传输的速度就可以计算出接收机到不同卫星的距离。同时收集到至少4颗卫星的数据时就可以算出三维坐标、速度和时间。其主要定位方式有两种:单点定位方式和差分定位方式。

（2）GPS定时原理

在用户端精确测定和扣除GPS时间信号的传输时延(Δt),即达到对本地钟的定时与校准。GPS定时准确度取决于信号发射端、信号在传输过程中和接收端所引入的误差,主要误差有:

（a）信号发射端:卫星钟误差、卫星星历(位置)误差;

（b）信号传输过程:电离层误差、对流层误差、地面反射多路径误差;

（c）接收端:接收机时延误差、接收机坐标误差、接收机噪声误差。

可以通过以下几种途径提高定时准确度:采用GPS双频、相位测量技术;选用更高精度的GPS时间传递接收机;采用GPS共视法比对技术与卫星转发双向法技术。

7、卫星校时服务器介绍

高精确的时间对于到发通告系统的正常运行有着十分重要的意义,目前国内能够自主研发生产卫星校时服务器的厂家并不多，绝大多数厂家都是代理或者贴牌的，下面以西安同步电子科技有限公司生产研发的卫星校时服务器为例进行介绍一下：

SYN2151型NTP时间同步服务器是一款同时接收GPS和北斗卫星的双模卫星校时服务器，采用1u金属外壳，最多可扩展4路NTP网络授时功能，提供多路串口TOD和1PPS，面板显示有系统工作状态，卫星收星颗数，卫星工作模式，时间信息等，目前在各大金融机构，国家重要部门，电力行业等都有广泛应用。

8、卫星校时服务器厂家介绍

西安同步坐落于陕西省西安市高新区，公司成立于2012年，通过ISO9001质量体系认证，主营卫星校时服务器、gps时间同步服务器，gps时钟系统等时间频率产品，厂家直销，价格低廉，性价比高。公司产品从板卡到整机，从单台到系统，从系统到解决方案都有完整服务体系，是你一站式卫星校时服务器解决方案提供商。