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应用案例UTC时间服务器技术授时研究概况
时间：2017-06-04 发布者：中新创 浏览次数：次
随着我国航天和国防事业的快速发展,对时间频率的精度要求越来越高,同时越来越多的科研机构和专家学者都希望拥有一个更加的时间频率参考。
同时,NIMDO系统直接参考了位于中国计量科学研究院的国家时间频率基准UTC(NIM),这使得实验室很容易把时间频率溯源到国际单位制。
时间服务系统是为测控系统提供标准时间和标准频率的系统,在对目标对象进行测量和控制时,时间服务系统使整个测控系统在统一的时间尺度下工作,而高精度的时间传递与同步是其主要构成部分。在互联网或局域网环境中,如何让时间服务器和同步系统达到更高的精度、更加安全可靠地工作以及让它的性价比更高是推动时间服务技术进一步发展的需要,也是研究时间服务系统的热点和难点。 课题旨在建立一套满足某部项目特殊需要的时间服务器系统。论文在深入研究了GPS信息接收、串口通信、Winsock通信、时间同步算法、单片机与CPLD综合应用等技术基础上,分析了UTC时间服务系统的工作流程和原理,设计了适合当前系统应用和今后发展需要的两种方案:基于PC机的UTC时间服务器系统和基于单片机的UTC时间服务器系统。在基于PC机的UTC时间服务器系统中,提出了利用秒脉冲中断对PC机时钟进行微调的方法,通过接收GPS发送的UTC信息来校正主机时钟,配合基于UDP协议的时间同步算法,构成了时间服务及同步系统,详细介绍了在实验室以太网环境中建立时间服务器/客户模式的硬件结构和软件实现。该系统具有同步精度较高、结构简单、成本相对低廉并且易于实现等特点,通过实验室考核以及现场任务中的实际应用表明,达到了使用要求。在基于单片机的UTC时间服务器系统中,针对GPS的误差服从正态分布而PC机晶振存在累积误差的特性,依据参考文献中的理论模型,建立了实验仿真平台,运用数理统计的方法对晶振误差进行实时补偿,得到本地秒脉冲相对于GPS秒脉冲的估计补偿值,经过对晶振累积误差的在线修正,终得到基于本地晶振的高精度秒脉冲信号,时钟偏差可达到百纳秒。
同时,NIMDO系统直接参考了位于中国计量科学研究院的国家时间频率基准UTC(NIM),这使得实验室很容易把时间频率溯源到国际单位制。
时间服务系统是为测控系统提供标准时间和标准频率的系统,在对目标对象进行测量和控制时,时间服务系统使整个测控系统在统一的时间尺度下工作,而高精度的时间传递与同步是其主要构成部分。在互联网或局域网环境中,如何让时间服务器和同步系统达到更高的精度、更加安全可靠地工作以及让它的性价比更高是推动时间服务技术进一步发展的需要,也是研究时间服务系统的热点和难点。 课题旨在建立一套满足某部项目特殊需要的时间服务器系统。论文在深入研究了GPS信息接收、串口通信、Winsock通信、时间同步算法、单片机与CPLD综合应用等技术基础上,分析了UTC时间服务系统的工作流程和原理,设计了适合当前系统应用和今后发展需要的两种方案:基于PC机的UTC时间服务器系统和基于单片机的UTC时间服务器系统。在基于PC机的UTC时间服务器系统中,提出了利用秒脉冲中断对PC机时钟进行微调的方法,通过接收GPS发送的UTC信息来校正主机时钟,配合基于UDP协议的时间同步算法,构成了时间服务及同步系统,详细介绍了在实验室以太网环境中建立时间服务器/客户模式的硬件结构和软件实现。该系统具有同步精度较高、结构简单、成本相对低廉并且易于实现等特点,通过实验室考核以及现场任务中的实际应用表明,达到了使用要求。在基于单片机的UTC时间服务器系统中,针对GPS的误差服从正态分布而PC机晶振存在累积误差的特性,依据参考文献中的理论模型,建立了实验仿真平台,运用数理统计的方法对晶振误差进行实时补偿,得到本地秒脉冲相对于GPS秒脉冲的估计补偿值,经过对晶振累积误差的在线修正,终得到基于本地晶振的高精度秒脉冲信号,时钟偏差可达到百纳秒。
