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GPS字母时钟系统

admin 2020-01-09 2,472 次

GPS字母时钟系统

第一部分 GPS子母钟系统概述:

体育场馆GPS子母钟系统是由高精度GPS(北斗)母钟、高稳定性NTP网络时间服务器、高品质系统子钟、智能化控制设备及其它配套设备组成的计时和时钟显示系统,其作用是为体育场馆或体育赛事提供统一的标准时间服务.

第二部分 GPS子母钟系统特点：

2.1精确度高

本系统能够采集来自于GPS（北斗）卫星的标准时间信号，经中心母钟处理后发至系统的各个部分，实现无累积误差运行。

2.2可靠性高

本系统对中心母钟的关键部位采用双重热备份，当主单元发生故障时，能够自动切换到备用单元，实现主备之间的自动转换。

2.3便于扩容

系统采用分布式结构，便于用户按照自己的需要进行配置和扩容。

2.4操作简单

系统采用了人性化的设计，使界面整洁、直观，更由于单片机技术的引进与完善，使得系统的自动化程度很高，操作极为简单。

2.5维护方便

本系统采用了目前国际上流行的模块化设计，实现点对点监控、自动报警功能，采用标准元器件，使相同规格的设备与部件之间具有可互换性，维护极为方便。

第三部分 GPS子母钟系统组成:

GPS接收天线:室外安装,用于接收GPS卫星信号并通过专用电缆将接收到的信号传输给GPS母钟.三防设计.配有专用传输电缆,通信距离过长时可加装GPS信号放大器.通常情况下，体育馆采用30/50米两种长度的天线方案。传输线缆一般用75-5同轴线，如遇长度过长的情况，可使用75-7同轴线以增大传输距离。

GPS天线可以接收卫星信号，并获取标准通信协议。

GPS母钟:时钟系统的核心.收集、处理GPS卫星信号,并将信号发送给NTP网络时间服务器和各个子钟. 3100工业级核心控制.工业级液晶屏显示.串口、网络多种输出接口.可显示当前时间、日期(支持农历显示)、接收卫星数量及临时空卫星数量等.并配有高精度时备用时钟,当接收不到卫星信号时过渡使用.

GPS副钟:主钟故障时副钟备份使用.功能与主钟一样.

网络时间服务器: NTP服务器【Network Time Protocol（NTP）】是用来使计算机时间同步化的一种协议，它可以使计算机对其服务器或时钟源（如石英钟，GPS等等)做同步化，可以提供高精准度的时间校正（LAN上与标准间差小于1毫秒，WAN上几十毫秒），且可介由加密确认的方式来防止恶毒的协议攻击。时间按NTP服务器的等级传播。按照离外部UTC源的远近把所有服务器归入不同的Stratum（层）中。

NTP提供准确时间，首先要有准确的时间来源，这一时间应该是国际标准时间UTC。 NTP获得UTC的时间来源可以是原子钟、天文台、卫星，也可以从Internet上获取。这样就有了准确而可靠的时间源。时间按NTP服务器的等级传播。按照离外部UTC 源的远近将所有服务器归入不同的Stratum（层）中。Stratum-1在顶层，有外部UTC接入，而Stratum-2则从Stratum-1获取时间，Stratum-3从Stratum-2获取时间，以此类推，但Stratum层的总数限制在15以内。所有这些服务器在逻辑上形成阶梯式的架构相互连接，而Stratum-1的时间服务器是整个系统的基础。

计算机主机一般同多个时间服务器连接，利用统计学的算法过滤来自不同服务器的时间，以选择最佳的路径和来源来校正主机时间。即使主机在长时间无法与某一时间服务器相联系的情况下，NTP服务依然有效运转。

为防止对时间服务器的恶意破坏，NTP使用了识别(Authentication)机制，检查来对时的信息是否是真正来自所宣称的服务器并检查资料的返回路径，以提供对抗干扰的保护机制。

本设备是可以为网络设备提供精确、标准、安全、可靠和多功能的时间服务的最佳解决方案，能提供精确的同步时钟信号，支持标准的NTP和SNTP网络对时协议，可提供NTP网络对时、串口授时、1PPS脉冲信号输出，干接点报警信号输出等功能。
本设备提供的高精度的网络同步时钟直接来自于GPS系统中各个卫星的原子钟，采用我公司自主知识产权的卫星授时、网络同步、频率测控等技术，该产品系统整体功耗小，采用无风扇设计，运行可靠稳定，可以为计算机网络、计算机应用系统、流程控制管理系统、电子商务系统、网上B2B系统以及数据库的保存及维护等系统需要提供精密的标准时间信号和时间戳服务，已经被成功应用于政府金融、移动通信、公安、石油、电力、交通、工业以及国防等领域。

时钟监控软件:监听母钟及各子钟的当前状态,并可通过软件来控制时间的设定与修改。

GPS子钟:

数码子钟通过RS485、RS422或网络接口与中心母钟对时，设备本身具有自己独立的设备地址位或IP地址，能接收中心母钟或标准NTP时间协议，每1-10秒钟自动与中心母钟或网络时间服务器同步，对自身的精度进行校准，直接指示时间信息。并可将自身的工作状态反馈给中心母钟或网络时间服务器。
所有子钟均具有独立的计时功能，平时跟踪中心母钟或网络时间服务器工作。当子钟接收不到来自中心母钟或网络时间服务器发送的时间信号时，仍能依靠自身的晶振独立运行。子钟加电即可自动运行，当收到NTP标准时间信号时，自动刷新，保持一致。子钟对接收到的信息能够进行严格的比对、分析、判断，从而排除了异常信息的干扰。
子钟采用1.8英寸、3英寸、5 英寸、8英寸、12英寸以及更大尺寸的发光二极管显示单元（LED）显示由数字组成的时间信号。颜色为黑底红字，显示格式为 “年：月：日：时：分：秒：星期”、“ 年：月：日：时：分：秒”及“时：分：秒”等内容，安装方式为壁挂（默认方式）、吊装、嵌入等方式，可根据现场环境而定。

另一类子钟叫数字化指针钟。采用机电一体化的时钟控制板，接收来自中心母钟或NTP网络时间服务器时间信号，将此信号转化为电信号，并控制机械表盘转动。数字化指针钟的特点是不发光，、稳定、准确。时钟控制板自带守时功能，在没有时间信号时，自动启动自身时间运行。

子钟已广泛用于机场、火车站、医院、地铁、调度中心、战时指挥中心、机房、中央控制室等重要场所。

第四部分 GPS子母钟系统主要技术参数：

GPS天线及接收机：

频率：1575.42MHz±3MHz

输入阻抗： 50

放大器增益：28，38，52Db

噪声系数：1.5dB

直流电压：2.2-5.0V

外壳颜色：白色

线型：同轴线75-5

线长：30M-50M

固定方式：螺纹

工作温度：-40℃~+85℃

湿度：55%-75%RH

防水：IP67

天线尺寸Φ96*126MM

重量：100g

中心母钟：

并行12通道/SNTP协议/L1波段，C/A码＋载波跟踪/T- RAIM/中心频率1575.42MHz±3/驻波比1.5:1/带宽±5MHz ,

支持年、月、日、星期、时、分、秒

支持双机热备份功能

支持远程操作维护

同时跟踪12颗卫星动态性能速度1550米/秒

标称频率：10MHz

频率稳定度：频率温度稳定度：<±5ppb、频率电压稳定度：<±5 ppb at VCC ±5%、频率负载稳定度：<±5 ppb for 5% change from 50 ohm

电源电源：供电电压：12V

输出：波形：方形；输出电平：高电平：5V 低电平：0V；

标准计时精度 ±1微秒／年

自身计时精度：0.001s/d

环境温度：－10℃～+65℃

相对湿度：30%～95%

接口方式：标准RS-422/RS485

输出接口数量：光电隔离8个

MTBF：≥8万小时

冷却方法：自然风冷

提供GPS授时接口

天线：具备避雷

NTP网络时间服务器：

高精度、大容量、高品质NTP网络时间服务器
高性能工业级服务器主板，嵌入式Linux操作系统
显示信息丰富，可显示GPS、网络、系统等状态信息
GPS时钟参考模式，一级网络时间服务器
支持2路相互独立的10/100/1000 Base-T 以太网端口，支持千兆网络
高可靠性，MTBF可达80000小时
支持MD5安全加密协议支持干接点报警
内置高稳定度恒温晶振，守时精度72小时1ms

安装方式：机架式

尺寸：1U

交流电：220V±15% 50Hz±10%

功率：36W

数码管子钟：

一体注塑外壳，外表喷漆工艺

数码管尺寸：5寸

数码管颜色：红、蓝、白、黄可选

工作电压： AC220V±20%，50Hz±10%

环境要求：－10℃～+65℃

自身计时精度： ≤±0.1秒/天

LED显示屏发光强度：≥200cd/m2