GPS對時(shí)裝置由GPS接收器和擴(kuò)展部分構(gòu)成，GPS接收器負(fù)責(zé)接收來自衛(wèi)星上的信號，并能自動補(bǔ)償信號在衛(wèi)星與接收器之間的傳輸延時(shí)，輸出與國際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間UTC保持高度同步的秒脈沖選通信號，并通過串行口輸出與1PPS脈沖前沿相對應(yīng)的UTC標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間、日期及接收器所處方位等信息。時(shí)間信息以RS485和串口兩種通信接口標(biāo)準(zhǔn)發(fā)送信息，擴(kuò)展部分主要包括中心處理單元、通信接口、同步脈沖發(fā)生及輸出電路。一般GPS對時(shí)服務(wù)器有三種對時(shí)方式。

1、GPS對時(shí)服務(wù)器串口通信校時(shí)

串口通信方式是以串行數(shù)據(jù)流的方式輸出時(shí)間信息，各個自動保護(hù)裝置接收每秒1次的串行時(shí)間信息進(jìn)行校時(shí)。在此種校時(shí)過程中串口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)都采用中斷方式，雙方的中斷處理程序都將占用CPU的時(shí)間。此外延時(shí)長短還與雙方串口中斷優(yōu)先級的設(shè)置有關(guān)。另外，在串行通信方式中，數(shù)據(jù)是按照一定的波特率逐位傳輸?shù)?，因此總線傳輸也將有延時(shí)。該延時(shí)長短與波特率以及傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量均有關(guān)。

在以上影響校時(shí)精度的各個因素中，只有傳輸延時(shí)是可以準(zhǔn)確計(jì)算的，其他的只能作大致的估計(jì)。在將以上因素綜合考慮后，可以通過給時(shí)間信息一個修正值，來保證校時(shí)的精度。

2、GPS對時(shí)服務(wù)器脈沖中斷校時(shí)

脈沖校時(shí)方式，即同步時(shí)鐘每隔一定的時(shí)間間隔輸出一個精確的同步脈沖，監(jiān)控裝置在接收到同步脈沖后進(jìn)行校時(shí)，消除裝置內(nèi)部時(shí)鐘的走時(shí)誤差。因此，不管是秒脈沖還是分脈沖和小時(shí)脈沖，其校時(shí)原理都是一樣的。在脈沖校時(shí)方式中，導(dǎo)線傳輸、光耦隔離以及中斷響應(yīng)和處理中斷程序都會產(chǎn)生延時(shí)，整個延時(shí)時(shí)間約幾十微秒，所以即使不進(jìn)行數(shù)據(jù)間修正，精度也可以滿足時(shí)間誤差要求在毫秒級的裝置的需要。

3、GPS對時(shí)服務(wù)器綜合校時(shí)

若僅通過串口通信校時(shí)，由于數(shù)據(jù)在總線上的傳輸時(shí)間會達(dá)到毫秒級，所以必須進(jìn)行時(shí)間修正，而修正值必須根據(jù)現(xiàn)場的具體情況才能確定，給使用者帶來很大的不方便。而如果僅通過脈沖校時(shí)，在不進(jìn)行修正情況下，雖然精度也能基本滿足要求，但是卻不能同時(shí)提供與該脈沖相對應(yīng)的日期和時(shí)間信息。

所以可以將這兩種方式結(jié)合起來使用即綜合校時(shí)。在測控保護(hù)裝置中一般都自帶有實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，可以提供BCD碼形式的年、月、日、星期、時(shí)、分、秒信息。

以秒脈沖信號的上升沿作為對實(shí)時(shí)時(shí)鐘進(jìn)行校時(shí)的中斷信號，同時(shí)將與上一個秒脈沖相對應(yīng)的串口時(shí)間信息加上1 s作為統(tǒng)一時(shí)間，供監(jiān)控裝置進(jìn)行校時(shí)。這樣就可以避免在串行通信中由傳輸時(shí)間帶來的毫秒級延時(shí)，同時(shí)不用進(jìn)行時(shí)間修正，就可以滿足時(shí)間誤差在毫秒級的裝置的要求。

變電站中, GPS對時(shí)系統(tǒng)是非常重要的, -般情況下對時(shí)系統(tǒng)需要給微機(jī)保護(hù)裝置、后臺監(jiān)控系統(tǒng)等設(shè)備進(jìn)行對時(shí)。使得整個站的設(shè)備時(shí)間一致。在變電站中給設(shè)備的對時(shí)方式有B碼對時(shí)、串口對時(shí)、脈沖對時(shí)。但在多數(shù)情況下使用的是B碼對時(shí)。

一般情況下電站會自己一套GPS對時(shí)系統(tǒng)，天線安裝在戶外屋頂上。當(dāng)天線接通好時(shí)GPS對時(shí)裝置會啟動并準(zhǔn)確對時(shí)。下來的就是裝置與站內(nèi)的微機(jī)保護(hù)微機(jī)后臺系統(tǒng)主機(jī)等其它需要對時(shí)的設(shè)備對時(shí)。通常使用的是屏蔽雙絞線，也就是長說的485通訊線。一端接在GPS裝置上一端接在所要對時(shí)的設(shè)備上。通常情況下一根對時(shí)485線接3個設(shè)備左右，但有時(shí)候這也需要根據(jù)廠家的設(shè)備來決定的。微機(jī)保護(hù)等對時(shí)設(shè)備在裝置內(nèi)部簡單設(shè)置一下對時(shí)就成功了。

在變電站對時(shí)裝置常用時(shí)間同步系統(tǒng)中，使用最為頻繁的要數(shù)全球定位系統(tǒng)為裝置的統(tǒng)一時(shí)間做基準(zhǔn)，它通過對衛(wèi)星的跟蹤對最佳衛(wèi)星定位、定時(shí)等都可通過自動選擇，并且全部滿足電力系統(tǒng)在時(shí)間同步方面的要求。比如220kV的變電站通常來說較為重要的變電站需要配置兩臺同步鐘的本體運(yùn)行，以裝備相互切換的方式實(shí)現(xiàn)備用，而擴(kuò)展的裝置則可以輸出入脈沖碼、IRIG-B(DC時(shí)間碼)等多種類型對時(shí)編碼信號，在主控室中的對時(shí)系統(tǒng)將組成一面屏，如果形成變電站的分為多個小室，那么還可以用光纖連接主控室對時(shí)設(shè)備以及其他各個小室的對時(shí)設(shè)備。S

擴(kuò)展單元與主時(shí)鐘、各種智能裝置之間因?yàn)槲恢玫牟煌枰褂玫讲煌慕橘|(zhì)，如果確定為同一屏柜需要采用電纜，而在多個小室變電站中的主時(shí)鐘和擴(kuò)展裝置間使用光纖，那么連接對時(shí)各種智能裝置通常會采用雙絞線。比如變電站常用我司自主生產(chǎn)的SYN4505A GPS時(shí)間同步裝置，SYN4505A型時(shí)鐘同步系統(tǒng)內(nèi)裝高精度恒溫晶振(可選鎖相模塊或者銣原子鐘)，接收GPS(全球定位系統(tǒng))、北斗二代衛(wèi)星信號和遠(yuǎn)地傳送來的IRIG-B碼信號獲得時(shí)間信息，可根據(jù)客戶對同步時(shí)鐘系統(tǒng)的不同需求，選擇相應(yīng)的功能的板卡，同步產(chǎn)生IRIG-B碼信號、秒脈沖、分脈沖、時(shí)脈沖、串口時(shí)間信息信號、網(wǎng)絡(luò)授時(shí)接口(PTP,NTP/SNTP等)及各種報(bào)警信息，系統(tǒng)對各種配置信息進(jìn)行自動保存，是建立時(shí)間尺度、實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘系統(tǒng)的實(shí)用時(shí)間同步裝置。

我司與多所知名大學(xué)，中電集團(tuán)，中國航空，航天集團(tuán)，中國兵器，中船重工，華為等相關(guān)單位緊密合作。在產(chǎn)品優(yōu)化方面可做到根據(jù)用戶需求而定制滿足其要求的技術(shù)參數(shù)產(chǎn)品。

審核編輯：湯梓紅