NTP網路時間伺服器原理及功能介紹(京準電子)

NTP網路時間伺服器原理及功能介紹(京準電子)

網路時間伺服器原理及功能介紹

GPS北斗衛星時鐘同步授時技術在軍事、科技和經濟生活等領域中都有廣泛應用。GPS北斗衛星時鐘同步主要完成兩方面的工作:第一，精確確定使用者時鐘相對於標準時間的偏差;第二，在兩個或兩個以上的不同地點實現時鐘同步(稱時鐘或時間比對)。

GPS北斗衛星時鐘同步技術為全世界使用者提供了一個時間同步基準。GPS北斗衛星導航系統都有自己的系統時間，該時間均與UTC時間進行比對，衛星導航系統的時間與UTC時間的差值一般保持在一定範圍內。如北斗是BDT與UTC的鐘差保持在100ns以內（模1 s）。導航電文中釋出本系統時間與UTC時間的差值，因此使用者透過接收導航衛星訊號，恢復出導航系統時間，就可以恢復出UTC時間。事實上，衛星導航系統已成為UTC時間的主要傳播手段。

GPS北斗衛星時鐘衛星授時就是利用衛星作為時間基準源或轉發中介，透過接收衛星訊號和進行時延補償的方法，在本地恢復出原始時間的這一過程。根據工作原理，衛星授時分為RNSS授時和RDSS授時兩種方式。

衛星如載有高精度時間源，其導航訊號根據該時間源產生，使用者透過接收多顆衛星訊號實現偽距測量及定位解算,從而實現自身的時間同步，這種定位或授時方式稱為RNSS定位或授時，如GPS、GALILEO和目前正在建設的北斗衛星導航系統；RNSS授時又分為定位定時和位置保持定時兩種方式，定位定時是指使用者實現定位解算時實現時間同步；位置保持定時是指使用者在位置不變情況下，只需接收到1至2顆衛星即可實現維持給定精度的定時。

如衛星本身沒有高精度時間源，透過接收地面站的訊號再進行延時確定的轉發，該過程稱為RDSS授時或轉發式授時，如CAPS、北斗衛星導航實驗系統等。

RDSS授時有兩種方式：一種為雙向授時，在該種方式中，使用者需向衛星傳送請求，再接收衛星應答資訊；另一種為單向授時，使用者僅接收衛星下行訊號，這種方式適於低動態使用者。單向授時模式下，使用者需要獲得自身的精確位置。目前常用的有兩種方法：一種為利用GPS輔助定位，將定位結果進行座標轉換後輸入接收機；另一種方法為利用高程輔助定位，由於目前已有三顆RDSS衛星，將高程作為虛擬的第四顆星，則透過解定位方程可實現定位。在RDSS授時中，由於RDSS導航電文中包含的為一分鐘更新一次的衛星位置，因此衛星位置的計算一般透過插補擬合的方式獲得。

在科技的發展下GPS北斗衛星時鐘同步也得到了廣泛應用，比如工業、科研、航空航天、公共場所等領域都用到了GPS北斗衛星時鐘同步，GPS北斗衛星時鐘同步以衛星時間為基準授時準確，替代了傳統鐘錶授時的單一和時間誤差大等缺點。

GPS北斗衛星時鐘同步是指接收GPS北斗衛星訊號，並透過NTP網路協議進行對時的時間伺服器。NTP網路時間伺服器配置衛星訊號接收機，可接收單北斗或單GPS衛星以及GPS北斗混合的訊號，並使用網路訊號授時，每路網口都為獨立區域網互不干擾，GPS北斗衛星時鐘同步可以給多種不同的時間系統進行授時。

GPS北斗衛星時鐘授時原理：

HR-901GB北斗NTP網路時間伺服器利用衛星天線接收GPS北斗衛星時間資訊，透過同軸線纜傳輸給時間伺服器，時間伺服器透過內部接收機接收衛星訊號對本機進行時間同步，然後透過NTP網路協議傳輸給指標式子鍾及其他網路終端裝置，使終端裝置和時間伺服器時間同步，該時間伺服器還可以透過串列埠資訊給串列埠終端裝置授時，透過1PPS同步脈衝訊號對時間伺服器進行測試。

GPS北斗衛星時鐘守時原理：

HR-901GB北斗NTP網路時間伺服器透過接收衛星訊號給終端裝置授時的，當時間伺服器失去衛星訊號的情況時，就不能保證時間準確性了，這就需要時間伺服器具守時功能。時間伺服器內建高精度溫補晶振，在衛星失鎖的情況下，還可以實現長時間、高精度的守時功能，並提供準確時間資訊和脈衝輸出時間，是建立時間尺度和實現時間統一的專用授時儀器。時間伺服器也可選擇恆溫晶振、銣原子鐘、馴服恆溫晶振模組、馴服銣鐘模組等守時精度更高的模組。

GPS北斗衛星時鐘產品功能：

HR-901GB北斗NTP網路時間伺服器具時鐘伺服器是為大、中型區域網裝置提供精確、標準、安全、穩定的多功能網路時間同步服務的最佳解決方案，HR-901GB (GPS+北斗+銣鍾+雙電源)時鐘伺服器採用高精度GPS/北斗雙模授時接收機，提供精確的秒同步時鐘訊號，並由GPS/北斗授時接收機秒訊號馴服校準，內建高穩定度銣原子鐘，並由GPS/北斗授時接收機秒訊號馴服校準，守時精度實現日漂移10微秒，時鐘伺服器採用軟硬體協同的網路安全技術，標準的NTP和SNTP網路對時協議，工業級伺服器主機板，同時還可支援串列埠授時、1PPS脈衝訊號輸出，B碼輸出等功能。同時，HR-901GB時鐘伺服器內建雙電源和鋰電（選配），適合於政府等保密機房，在不允許外接衛星天線的情況下，可以在室接上衛星天線外把衛星時鐘伺服器時間校準，然後拔掉天線把裝置抱到室內執行。

HR-901GB時鐘伺服器提供的高精度的網路同步時鐘直接溯源於GPS/北斗系統中各個衛星的原子鐘（也可以根據使用者的要求選擇其他衛星授時系統作為時間的基準源），裝置由高精度高靈敏度授時型GPS接收機、高可靠性工業級伺服器主機板、高亮度OLED液晶螢幕和高品質1U工業機箱等部件組成， 時鐘伺服器採用高效的嵌入式Linux作業系統，配合北斗時頻自主智慧財產權的衛星授時、網路同步、頻率測控等技術，該產品系統整體功耗小，採用無風扇設計，執行可靠穩定，可以為計算機網路、計算機應用系統、流程控制管理系統、電子商務系統、網上B2B系統以及資料庫的儲存及維護等系統需要提供精密的標準時間訊號和時間戳服務，已經被成功應用於政府金融、行動通訊、公安、石油、電力系統、交通能源、工業以及航空航天測控等領域。