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gps衛星校時系統簡介
衛星校時系統通過在局域網內設置的GPS時鐘服務器,接收GPS衛星上標準的時間,并通過接入局域網,以TCP/IP協議將標準時間發送到各個聯入網絡的工作站,同步校對各工作站時間,從而提供一個精確標準的時間基準,解決各工作站時間不準確、不同步的問題。避免了由于時間的錯誤而帶來不必要的損失,而且該系統的時間和北京時間是完全同步的;同時該系統還能驅動子鐘顯示屏和 LCD 液晶顯示器對外進行時間顯示,方便工作人員查看時間。
衛星校時系統工作原理
校時系統總的設計方案是軟硬件均采用網絡流行的客戶/服務器模式,由運行服務器端授時軟件的時間服務器通過局域網,以標準的TCP/IP 等網絡協議,將標準時間廣播到各個顯示終端;運行在各個網絡終端的客戶端校時軟件,將本機時間與局域網內的時鐘同步服務器進行同步,從而實現整個局域網時間的完全同步。
采用GPS衛星時間作為信號時間采集源,讀取GPS接收機輸出的原始數據,進行加工后提取其中的時間及相關信息,上傳時間服務器。同時,本系統還留有網絡出口,可以通過局域網驅動一些大型LED數碼管或一些液晶終端,在一些公共場所如機調室等,進行時間顯示,方便工作人員讀看時間。
由于GPS抗干擾能力強,全天候工作,不受天氣影響,所以本系統即選擇它作為時間基準源。以GPS控制箱為核心的前端,外接GPS 衛星天線,負責接收衛星向地面發射的衛星信號,經解調處理后,輸出的原始衛星時間數據,通過RS-232接口送往時間服務器。
局域網時間服務器由一臺聯入局域網的PC機擔任。其上裝有網絡時間同步系統服務器端軟件。時間服務器除完成對串口接收的原始衛星數據進行時間信息的提取,并校對自己的日期時間,為局域網上的其他電腦終端提供一個時間校對基準外,還要自動搜索整個局域網內的TCP/IP顯示終端,并根據事先設定的同步周期,對各TCP/IP顯示終端進行時間、日期的定時刷新、校對。
同步時鐘系統組成
時鐘服務器
SYN2136型時鐘服務器是一款基于Linux系統的支持NTP/SNTP協議的時間服務器。這款時鐘服務器接收GPS衛星授時信號,通過NTP/SNTP協議為網絡設備(用戶)提供精確、標準、安全、可靠和多功能的時間服務,前面板顯示年月日時分秒、收星顆數及工作狀態等信息。
產品功能
1)提供1路物理隔離的NTP網絡授時接口;
2)前面板顯示年月日時分秒、衛星顆數及工作狀態;
3)支持windows、LINUX、UNIX、SUN SOLARIS、IBM AIX等操作系統時間同步;
4)衛星校時系統支持DHCP功能,所有接入到衛星校時器的網絡設備,可以自動獲取到衛星校時系統IP地址,從而達到時鐘同步功能;
5)支持多臺時間服務器或者多個網口均可設為同一IP,互為冗余備份;
6)支持WEB、SSH加密通信和軟件監控設置的參數管理方式;
7)參數設置文件可以導出與導入;
8)網絡配置頁面中英文切換,設置用戶名密碼和主機名;
9)負載、運行時間、實時流量和內存狀態等實時監控;
10)內置時鐘源可選溫補晶振、恒溫晶振、銣原子鐘和馴服模塊等;
11)串口授時,每秒發送一次時、分、秒、年、月、日時間信息;
12)輸出定時同步信號(1PPS),TTL接口輸出;
GPS時鐘服務器的作用及對時方式
GPS廣泛應用于網絡同步、數據同步等需要對時、記時、守時領域, 其穩定性高、無積累誤差、不受地域氣候等環境條件限制、使用方便, 可全天候提供精確的時間信息。GPS接收模塊從衛星接收精確的時間信息, 經編碼處理后, 通過RJ45接口向網絡時鐘服務器提供時間信息和秒脈沖信號。
GPS時鐘服務器的對時方式一般有 2 種: 點對點對時、分級對時
( 1) 點對點對時方式將外部 GPS 時鐘服務器設置為第一 NTP Server, 系統服務器作為第二 NTPServer。即系統的所有設備( 控制器、工程師站、操作員站等) 都先與 GPS 時鐘服務器對時。當 GPS 不工作或者網絡不通時, 再由 Ovation 自身的系統服務器對時。由于客戶端眾多, 因而這種方式對 GPS 時鐘服務器的要求很高。正因為所有設備直接優先對時, 相比分級對時方式, 分散了危險。
( 2) 分級對時方式將系統的2臺電腦設置為GPS的客戶端, 直接與GPS對時,并作為Ovation系統內其他設備的 NTPServer。這種方式大大減輕GPS時鐘服務器的負擔,但對作為 NTP Server 的操作員站或工程師站要求較高。
點對點對時方式和分級對時方式各有特點, 選用的方案取決于所選擇的 GPS 時鐘服務器、操作員站或工程師站等設備的性能和質量。任何一種方式的選擇都依賴 GPS 時鐘服務器的安全可靠運行。
衛星時間同步系統舉例說明
SYN2136型時鐘服務器。該服務器內置北斗雙模授時模塊,以GPS/北斗信號為時間基準,以NTP/SNTP協議同步網絡中的所有計算機、服務器、DVR、NVR、控制器等設備,實現網絡時間統一。
SYN2136型時鐘服務器選用高精度GPS 接收機/北斗二代接收機信號輸入,提供高可靠性時間基準信號,并采用高科技的操作方法,使守時電路輸出的時間同步信號精密同步在GPS/北斗輸入時間基準上,輸出短期和長期穩定度都十分優良的高精度同步信號。
授時服務器采用現代高科技馴服算法,使振蕩器里的頻率信號與衛星保持高精度的頻率/時間同步。由于授時服務器輸出的BNC口輸出秒脈沖時間信號是振蕩器的秒信號輸出,同步于衛星信號但并不受衛星秒脈沖信號跳變帶來的影響。
這款時鐘服務器采用現代高科技表面貼裝技術生產,無硬盤設計,不受地域氣候等環境條件限制、性價比高、操作簡單、免維護等特點,適合無人值守。該產品可以為計算機網絡、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、數據庫的保存維護以及硬盤錄像機等智能設備提供精密的標準時間信號和時間戳服務。
實施內容
SYN2136型ntp時間同步服務器接收GPS衛星信號、北斗二代衛星信號同步產生秒脈沖、串口時間信息信號、網絡授時接口,系統對各種配置信息進行自動保存,是建立時間尺度、實現時間統一同步的實用電子儀器
天線的安裝
本設備使用GPS/北斗衛星信號接收天線為一體式接收天線,即使用一個天線接收器(頭),長度為30米的天線饋線,天線接收器為無源天線。
天線需架設于室外/露臺/陽臺之上,白色蘑菇頭視場不應有成片障礙物,以免對衛星起到干擾,天線無需單獨供電,由主機上的饋電供電。
安裝前準備
1、檢查天線是否完整,檢查天線的接頭是否有松動,掉落的情況,(如有請及時聯系廠家進行協商更換)
2、檢查設備的各種接口是否牢靠,比如:網口、串口、接地柱等等
3、當設備前面板顯示收不到衛星時,將白色蘑菇頭多換幾個位置試試收星效果,以排除是天線的問題還是設備問題。
4、檢查附件是否齊全如廠家配的電源線、天線、天線支架、膨脹螺釘、光盤、串口線等等。
開機步驟及開機顯示
通電前準備
a)將儀器從包裝箱中取出,平放于操作臺或機柜。
b)檢查供電電源,應符合額定要求、相關規范和本說明3.3條的規定。
c)將天線架設于樓頂等開闊地帶。
d)檢查本機后面板電源開關應處于斷開位置,確認后接入供電電源;
e)在斷電(關機)的情況下,接入天線和輸出信號連接線等;
開機后液晶屏信息顯示
前面板液晶顯示器向用戶提供日期、時間信息顯示。日期、時間信息包含年、月、日、時、分、秒。前面板液晶屏顯示的時間為北京時間。
本機上電開機(冷啟動)時,顯示如下:
隨后,“1PPS”指示燈每秒閃亮一次。
約3秒時間后,便從08時00分01秒開始計時(走鐘)。且給出如下顯示:
當接收到衛星信號,且時間有效后,液晶顯示器顯示如下(舉例圖):
液晶顯示器上面一行顯示日期GPS收星顆數為10顆,北斗收星顆數為10顆,時間狀態為有效。
若顯示為:
則表明此時未接收到衛星信號,或天線已斷開。
由于本機在第一次接收到正確的基準時間后,本機會自動保持原有的時間繼續走時,因此液晶顯示界面還是“A”,表示目前本機輸出的時間依然有效,還是可以使用的。
設備的安裝
1、設備是標準1U機箱,可以通過安裝螺釘安裝在標準機柜里
2、將授時天線的白色段安裝在天線支架上并通過膨脹螺釘或者使用其方式裝固于房屋頂端或平臺或者露臺上,要保證白色蘑菇頭周圍不得有障礙物(如大樹、信號發射塔、高大廣告牌等)遮擋,。
3、將電源線一端先插入設備的電源處,插緊之后,再將電源的另外一端三相供電插入AC220V電源處。
4、確定無誤后,按下設備的開關,設備的屏幕亮起來,證明設備啟動正常。
5、連接一根網線,一端連接至設備后面的網口處,另外一端連接在核心交換機處。標有“預留”標識的接口均不可用。
試運行方案
試運行階段在項目開發與實施階段之后,在通過總體的系統初驗之后,即可以進入試運行階段,系統試運行為期1周。
試運行應遵循的原則:
1、試運行期間,同步科技將對系統和所有設備負全部責任:保證系統或設備的任何缺陷或故障都在24小時內(節、假日也不例外)修復;如果系統和設備的缺陷或故障非常嚴重,將在修復后重新開始試運行工作;
2、試運行階段工作包含:通過用戶開放使用,考核設備和系統的運行功能、穩定性和可靠性;進行必要的人工模擬測試;
3、在試運行期間,同步科技將修理、糾正或更換不符合技術規范要求的任何設備;
4、系統完成試運行后,即可以進入項目驗收階段。
試運行的范圍包含所有子系統,我們將從試運行計劃和管理措施兩個主要方面對試運行階段的工作進行論述。
質量保證體系
同步科技在時頻行業的多年積累,沉淀和組織了非常先進的行業標準、項目管理和質量管理體系,在質量保證方面有非常成熟的管理理念和工具,比如有通過審核的9000認證。
針對本項目,同步科技會派遣資深的內部監理組和項目經理共同參與項目質量管理,內部監理組負責人出任項目的質量經理,負責確保項目遵守質量保證體系的標準要求確保交付的ntp時間同步服務器的同步精度及同步效果、設計及管理等諸多方面的質量。
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