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GPS时钟应用的注意点
点击次数:2054 发布时间:2014-08-26
  高精度时间基准已经成为通信、电力、广播电视、安防监控、工业控制等领域的基础保障平台之一。卫星导航定位系统可提供高精度、全天时、全天候的导航、定位和授时服务,授时性能优异;高精度、低成本;安全可靠;全天候;覆盖范围广。
  
  GPS时钟也是基于新型GPS高精度定位授时模块开发的基础型授时应用产品。能够按照用户需求输出符合规约的时间信息格式,从而完成同步授时服务。GPS时钟主要分为两类,一类是GPS授时仪,主要输出时标信息,包括1PPS及TOD信息;另外一类是GPS同步时钟,后者输出利用卫星信号驯服OCXO或者铷钟得到的高稳定频率信息,以及本地恢复的更平稳的时标信号。
  
  GPS同步时钟主要由以下几部分组成:GPS/GNSS接收机,其中可以为GPS/GLONASS/BD/GALILEO等,高精度OCXO或铷钟,本地同步校准单元,测差单元,误差处理及控制结构,输入输出等几部分。
  
  其主要原理是通过GPS或其他卫星导航系统的信号驯服晶振,从而实现高精度的频率和时间信号输出,是目前达到纳秒级授时精度和稳定度在1E12量级频率输出的有效方式。内部还可以增加IRIG-B码,DCF77码,NTP时间服务器等单元。
  
  电力自动化系统内有众多需与GPS时钟同步的系统或装置,如DCS、PLC、NCS、SIS、MIS、RTU、故障录波器、微机保护装置等。在确定GPS时钟时应注意以下几点:
  
  (1)这些系统分属热控、电气、系统,如决定由DCS厂商提供的GPS时钟实现时间同步(目前通常做法),则在DCS合同谈判前,就应进行间的配合,确定时钟信号接口的要求。(GPS时钟一般可配置不同数量、型式的输出模块,如事先无法确定有关要求,则相应合同条款应留有可调整的余地。)
  
  (2)各系统是否共用一套GPS时钟装置,应根据系统时钟接口配合的难易程度、系统所在地理位置等综合考虑。各如对GPS时钟信号接口型式或精度要求相差较大时,可各自配置GPS时钟,这样一可减少间的相互牵制,二可使各系统时钟同步方案更易实现。另外,当系统之间相距较远(例如化水处理车间、脱硫车间远离集控楼)时,为减少时钟信号长距离传送时所受的电磁干扰,也可就地单设GPS时钟。分设GPS时钟也有利于减小时钟故障所造成的影响。
  
  (3)IRIG-B码可靠性高、接口规范,如时钟同步接口可选时,可优先采用。但要注意的是,IRIG-B只是B类编码的总称,具体按编码是否调制、有无CF和SBS等又分成多种(如IRIG-B000等),故时钟接收侧应配置相应的解码卡,否则无法达到准确的时钟同步。
  
  (4)1PPS/1PPM脉冲并不传送TOD信息,但其同步精度较高,故常用于SOE模件的时钟同步。RS-232时间输出虽然使用得较多,但因无标准格式,设计中应特别注意确认时钟信号授、受双方时钟报文格式能否达成一致。
  
  (5)火电厂内的控制和信息系统虽已互连,但因各系统的时钟同步协议可能不尽相同,故仍需分别接入GPS时钟信号。即使是通过网桥相连的机组DCS和公用DCS,如果时钟同步信号在网络中有较大的时延,也应考虑分别各自与GPS时钟同步。
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