GPS時鐘系統(tǒng)輸出及應用

GPS時鐘系統(tǒng)是針對自動化系統(tǒng)中的計算機、控制裝置等進行校時的高科技產品，GPS數(shù)字產品它從GPS衛(wèi)星上獲取標準的時間信號，將這些信息通過各種接口類型來傳輸給自動化系統(tǒng)中需要時間信息的設備(計算機、保護裝置、故障錄波器、事件順序記錄裝置、安全自動裝置、遠動RTU)，這樣就可以達到整個系統(tǒng)的時間同步。

　　一、GPS時鐘、輸出及各種應用

　　1.1 GPS時鐘

　　全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System，GPS)由一組美國國防部在1978年開始陸續(xù)發(fā)射的衛(wèi)星所組成，共有24顆衛(wèi)星運行在6個地心軌道平面內，根據(jù)時間和地點，地球上可見的衛(wèi)星數(shù)量一直在4顆至11顆之間變化。

　　GPS時鐘是一種接受GPS衛(wèi)星發(fā)射的低功率無線電信號，通過計算得出GPS時間的接受裝置。為獲得準確的GPS時間，GPS時鐘必須先接受到至少4顆GPS衛(wèi)星的信號，計算出自己所在的三維位置。在已經得出具體位置后，GPS時鐘只要接受到1顆GPS衛(wèi)星信號就能保證時鐘的走時準確性。

　　作為火電廠的標準時鐘，我們對GPS時鐘的基本要求是：至少能同時跟蹤8顆衛(wèi)星，有盡可能短的冷、熱啟動時間，配有后備電池，有高精度、可靈活配置的時鐘輸出信號。

　　1.2 GPS時鐘信號輸出

　　目前，電廠用到的GPS時鐘輸出信號主要有以下三種類型：

　　1.2.1 1PPS/1PPM輸出

　　此格式時間信號每秒或每分時輸出一個脈沖。顯然，時鐘脈沖輸出不含具體時間信息。

　　1.2.2 IRIG-B輸出

　　IRIG(美國the Inter-Range Instrumentation Group)共有A、B、D、E、G、H幾種編碼標準(IRIG Standard 200-98)。其中在時鐘同步應用中使用最多的是IRIG-B編碼，有bc電平偏移(DC碼)、1kHz正弦載波調幅(AC碼)等格式。IRIG-B信號每秒輸出一幀(1fps)，每幀長為一秒。一幀共有100個碼元(100pps)，每個碼元寬10ms，由不同正脈沖寬度的碼元來代表二進制0、1和位置標志位(P)。

　　1.2.3 RS-232/RS-422/RS-485輸出

　　此時鐘輸出通過EIA標準串行接口發(fā)送一串以ASCII碼表示的日期和時間報文，每秒輸出一次。時間報文中可插入奇偶校驗、時鐘狀態(tài)、診斷信息等。

　　1.3 電力自動化系統(tǒng)GPS時鐘的應用

　　電力自動化系統(tǒng)內有眾多需與GPS時鐘同步的系統(tǒng)或裝置，如DCS、PLC、NCS、SIS、MIS、RTU、故障錄波器、微機保護裝置等。在確定GPS時鐘時應注意以下幾點：

　　(1)這些系統(tǒng)分屬熱控、電氣、系統(tǒng)專業(yè)，如決定由DCS廠商提供的GPS時鐘實現(xiàn)時間同步(目前通常做法)，則在DCS合同談判前，就應進行專業(yè)間的配合，確定時鐘信號接口的要求。(GPS時鐘一般可配置不同數(shù)量、型式的輸出模塊，如事先無法確定有關要求，則相應合同條款應留有可調整的余地。)