关于GPS对时

关键词：GPS对时、脉冲、B码

硬对时分为：时脉冲、分脉冲、秒脉冲。

脉冲是由一个无任何电源的开关（其实就是光耦的输出端）发出的，称为无源空节点脉冲，如果测量的有电压幅值的脉冲就是有源脉冲，只是驱动电压不同而已。无源空节点加上电源就能变成有源脉冲输出。在实际的工程应用中，秒脉冲+串口报文的形式是最多的，秒脉冲校正毫秒及以下时钟，报文修订时、分、秒。

时秒冲指pph，一个小时一次脉冲，依次类推。在对时方式中，脉冲主要通过对被同步设备内部电气上的下一级以后的时间计数器清零（同时进位），以此实现同步。具体如下：pph清除分、秒、毫秒计数器，并对时计数器进位，故可同步到分、秒、毫秒，ppm可同步到秒、毫秒，pps可同步到毫秒。因为硬对时是清零加进位，而在前一个对时脉冲到来之后、下一个对时脉冲到来之前，装置的时间精度还要依靠其内部晶振的性能---守时精度：即内部晶振在一个对时后期内能保证内部时间的精确度。国内设备一般能实现，但ABB的REL系列保护在应用分脉冲同步的过程中，由于内部晶振的性能较差，经常会出现在分脉冲清零前，装置内部晶振已走完一个计数周期，率先对计数器清零，导致装置分钟出现较大偏差的情况。

脉冲的同步方式比较常用的是分脉冲以及秒脉冲，分脉冲多用于以往的保护装置，例如南瑞继保的RCS、LFP、四方的101线路保护等，多为2000年初的产品，需要维护人员设置年月日时分；秒脉冲一般用于测控，但多于报文对时结合使用，报文实现年月日时分秒的同步，秒脉冲实现毫秒级的同步。

在装置自身守时精确度较高的情况下，分脉冲已经够了，频繁的处理授时可能会对增加程序的额外开销，由于脉冲不一定具备抗干扰功能，可能会引入不必要的干扰。现在为了避免这种问题，在2006以后一般开始推广B码同步。B码秒发送100个BCD码元，内含相应时间信息，由于是硬件解码，误差可以控制在很小范围内，是一种优秀的授时方式。pph现在仍有应用，华东地区另外还利用ppd（天脉冲）来检查测控装置的同步情况。

关于B码：

GPS 全球定位系统拥有24 颗卫星,分布于6 个轨道平面上,构成一个全球定时定位网。GPS 定时定位接收机可同时跟踪视场内八颗GPS 卫星信号,并选择其中四颗最佳。采用卫星跟踪算法自动改正时延后给出准确的实时时间及其定位信息。

IRIG时间编码序列是美国靶场仪器组( IRIG) 提出的被普遍应用于时间信息传输系统。该时码序列分为G.A.B. E. H. D 共六种串行二进制编码格式（另有四种并行二进制编码方式）。IRIG-B 时码是其中一种。

B码对时：通过IRIG-B 码发生器,可将GPS 接收器输送的RS232 数据及1PPS 转换成B码，以RS422/ 485 方式的输出,在每个前置单元中安装一个B 码解码器还原为RS232 和1PPS 对时脉冲即可。

GPS 定时定位接收机通过GPS 专用天线,馈线,接收头,单片微处理系统,输出数据流及1PPS 脉冲,给IRIG-B 码发生器。GPS 送来的数据流的内容是NMEA0183 文件规定的数据输出格式,共有六条语句组成,第一句为定位结果的综合语句(RMC) ,第二句为全球定位系统定位结果( GGA) ,第三句为GPS 的几何因子和用于求解的卫星( GSA) ,第四句为视场中的GPS 卫星,第五句为视场中GPS 卫星,第六句为误差估计信息。B 码有直流码、交流码两种。交流码可以延长传输距离。IRIG-B 码发生器接收GPS 数据流后,保留仅需要的UTC（协调世界时，Universal Time Coordinated)时间并转换为北京时间,输出为DC 码(直流码) ,通过RS422/ 485 到B 码解码器。终端装置通过B码解码器,输出标准北京时间及1PPS ,该时间有年,