
关于GPS对时.doc
2页关键词: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、秒时脉冲指 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,月,日,时,分,秒各保护单元通过RS232 接口并检测1PPS 脉冲完成精确对时(1PPS 信号前沿相对于输出的其它脉冲信号前沿的同步误差小于0. 2μs)工作B码格式:一种脉宽码,帐长为 1S,码速率为100pps,码元周期 10ms,码元有3种:位置识别标志(脉宽8ms) 、二进制“ 0” (脉宽2ms ) 、 “1” (脉宽 5ms) 位置识别标志Pn:前沿在帐参考点PR前1个索引计数间隔处,以后每 10个码元有1个位置识别标志,为P1 、P2……P91个时间格式帧:从PR开始,因此连续2个8ms 宽脉冲中的第二个8ms脉冲的前沿为秒的准时点,从第二个8ms开始,分别为 0、1、2……99个码元时间编码为BCD码,分别位于P0到P5 之间,时序为s、min、h、d.标准的B码体制规定在一帧里还包括用于控制功能的码元,包括特标控制码和分站时延修正码元,分别位于P5到P8之间,实际通常不采用。
