基于 GPS 的时间和频率解决方案范文大全

第一篇：基于 GPS 的时间和频率解决方案

基于 GPS 的时间和频率解决方案

全球定位系统（GPS）星群由24颗或更多人造卫星组成，它们分别位于6个轨道平面内，高度大约是12550英里。这些人造卫星通过星载的原子钟进行同步，不断地以L波段上的两个频率来传送测距信号、它们当前的时间以及轨道动态，这两个频率分别被称为L1（1575.42MHz）和L2（1227.6MHz）。民用GPS通常只使用L1波段，而勘测与军事用途则需要同时使用L1和L2波段。

GPS星群的设计要保证在任何给定时间、在地球上的任何位置都至少能够看到4颗人造卫星。使用4颗GPS人造卫星的测距和传送的人造卫星轨道信息，GPS接收器就能够准确地求出位置和时间。这是借助于数学手段，通过求出以4个或更多的人造卫星为中心的4个或更多球体的交点而完成的。

通过GPS位置解算可以得到当前的纬度、经度和高度，误差在5m以内（仅使用L1波段），而定时则精确到10ns以内。如果GPS接收器的位置固定，就可以将位置解固定，并采用距离测量来进一步提高时间解的精度。同样，位置固定的接收器只要能看到一颗人造卫星就能够得到时间解，这种情况可能出现在接收器的天空视野被部分遮挡的时候。GPS系统同步到其自身的时间标度——GPS时间，由美国海军天文台（USNO）提供。USNO运营着两台主时钟设备来为GPS系统提供准确的时间，其中一台在美国华盛顿特区（USNO），而另一台则在美国科罗拉多温泉（Colorado Springs）县（AMC）。GPS时间也与协调世界时间（UTC）保持同步，后者是国际时间标准。但是与UTC不同的是，UTC使用闰秒来加以修正以补偿地球自转的变化，而GPS时间则是一种连续的时间标度，无须上述修正。GPS时间标度中没有时间跳跃，这一点简化了GPS接收器中连续的时间和位置求解。在1980年，UTC和GPS时间是对准的。但自此之后，UTC就通过增加闰秒来进行周期性的修正，所以GPS时间现在要比UTC时间超前15s。GPS人造卫星的数据广播中包含了UTC修正参数以及对未来的闰秒的预告。这就使得GPS接收器能够根据GPS时间来计算UTC时间。

GPS接收器以标准格式输出人造卫星的信息和时间/位置解。NMEA0183或NMEA2000规范对最常见的格式进行了定义。这些规范所定义的语句包括了可见人造卫星、人造卫星信号强度、GPS或UTC时间解和位置解。制造商可能也会定义语句，以便用定制的格式来输出数据或者提供对自家GPS接收器特殊功能的访问。

基于GPS的定时与同步解决方案既可作为一种时间源或时间参考，也可以作为一种简单的时间比对方法。过去，高端机架安装系统通常都基于铷时钟技术，它能够在长达数周时间内与主参考时钟精度维持极其严格的长时间稳定特性，是这个领域的一种标准供应品。当然，高端技术的价格也会很高。不难想到，一个这种类型的机架安装单元可能就需要花费数千至数万美元。

不过，目前，得益于元件设计、制造技术的进步和不断变化的规格要求，基于GPS的时间和同步解决方案已经在各类不同技术领域的许多不同应用中变得非常普及。有简单的GPS定时接收器，小批量价格在75美元以内；也有更为复杂的基于GPS的设备，具有极佳的相位噪声和保持特性，价格在每台500美元以下，基于GPS的定时和同步已经可提供给任何应用使用。这个过程是对GPS接收器的定时要求进行优化而开始的。GPS定时输出信号，或1pps（脉冲/秒），根据实现的不同，其精度通常可达纳秒或毫秒，是对人造卫星所提供GPS时间的一种直接反映。某些GPS定时接收器也能够从PPS中产生出准确的频率输出。

相位准确的时间是GPS解决方案不可缺少的组成部分。GPS定时接收器可以通过求解位置和时间的三角等式，从而将位置确定到1m以内，将时间确定到纳秒级。通过连续求解GPS等式，就能够在本地（在接收器处）对GPS时间标度进行重建。过程噪声事件——与GPS时间标度的偏差，表现为相位（时间）误差。因为接收器的本地时钟同步到GPS时间标度，所以接收器能够产生精确的每秒1个脉冲的1pps输出，它与GPS时间标度之间的误差只有数纳秒。

保持在接收不到GPS信号的时间段内，接收器会进入保持模式，它将根据最后一次GPS时间和时钟漂移解及本地时钟的稳定性来生成定时输出。通过存储最后一次已知是正确的时间和时钟漂移解，1pps和频率输出的稳定性就只取决于本地振荡器的稳定性。

对于严格的保持要求而言，接收器的温度控制振荡器（TCXO）可以更换为具有所需稳定性的恒温振荡器（OCXO）。一旦从保持模式恢复正常，1pps和频率输出就恢复为GPS的计算解。高级GPSDO解决方案随着对规格更为敏感的应用需求在市场上变得越来越重要，更精确、成本更低的基于GPS的定时和频率设备就变得越来越多。在标准GPS定时接收器的基础上，更为复杂的GPSDO（GPS锁定晶体振荡器）增加了锁相环电路和稳定性更高的振荡器，以提高设备的相位和保持性能。

这些设备具有许多不同的尺寸和形状因子，既有带通孔引脚以便在PCB安装的单元，也有已包装好、带有标准接头以便于集成的单元。GPSDO的价格通常在200～1000美元的范围内，取决于其外形和特性。

现在，我们得到了高精度的时间和频率信息，而成本只是此前的一小部分。用户不再必须购买昂贵而复杂的机架安装系统，因为精心设计的带有PPS和频率输出的GPS接收器能更好地满足他们的需求。在选择GPS定时/频率解决方案时，应该参照下面这些简单的准则： 1.确认你的GPSDO解决方案供应商完全支持设备的GPS接收器部分。如果供应商的解决方案中的GPS接收器部分是从其他公司获得的，那么它就很有可能并不具备为其客户提供正确支持所必需的GPS经验。2.确认你的GPSDO解决方案供应商设计并开发了在其设备中所使用的振荡器。同样，如果它没有特定的振荡器经验，可能就无法为客户的技术需求提供直接支持。3.确认你的GPSDO供应商在提供这些类型的基于GPS的定时和频率解决方案方面拥有较长的从业历史。将这些设备的元件整合到单个设计中并不是一项简单的事情。复杂的滤波和GPS固件设计是产品中不可缺少的部分。总是有些名不副实的供应商，它们只是抛出自己的解决方案和任何可用的部件，而没有全面理解自己的产品或者将会整合这些产品的应用。4.确认你的GPSDO供应商熟悉你的应用的特性。在购买任何GPSDO设备之前，先与供应商讨论一下你的应用。通过简单的技术交谈，你就能够知道供应商是否能够为你的需求提供正确的支持。

5.确认自己确切地了解应用的定时和/或频率控制的技术需求。你对性能要求表达地越清楚，你就越有机会获得能完美地适用于你的应用的GPS解决方案。公司往往都会对自己的需求提出过高的要求，结果就会购买昂贵的系统，超出了自己的实际需求。

第二篇：森林护林员GPS巡检解决方案

一：项目背景

森林是全球生态系统的重要组成部分，由于气候变暖和人为原因，森林火灾的发生频率逐年增高，在中国，森林资源相对匮乏，而频繁发生的森林火灾除了造成巨大经济损失和人员伤亡，更对我国林业生态环境和林业产业经济构成严重影响。分析森林火灾的成因，既有人为因素，还有雷击、自燃等非人为因素，在加强管理的同时，也应加大巡检力度，以防止突发事件的发生。由于山区路途较远，往往出现巡检不到位的情况。

护林员GPS巡检管理系统是为林业护林部门提供对防火、防盗、防虫灾的林业巡检管理系统，通过GPS全球定位技术，和GIS地理信息实现对森林护林员防火、防盗、防虫灾工作进行严格规范化的管理，能通过GPS卫星定位手机自动或手动上报信息，并支持拍照、录像，能及时向管理中心反馈巡检过程中发现的各种事件，并标明准确的经度纬度，在发生危及森林管护人员人身及生命安全的突发事件时，能一键报警发送紧急求救信号，标明准确的经纬度，给营救人员提供准确的地理位置。并且能完成林业局自行定义巡检地区、巡检路线、巡检时间、巡检人员、排班计划、网络查询、远程管理及异地传输等强大的功能，使用简单方便，无需要任何操作也能完成护林巡检工作。

二、系统介绍

1、系统设计目的

 增强安全防范管理的科学化手段，技术实现具有先进性；  实现对现场巡检人员实时监控，达到集中管理的目的；  解决现场突发事件的应急处理实现对现场人员紧急调动；  实现巡检轨迹与巡检数据全部上传，提供轨迹回放与数据查询；

2、系统设计原则

 可靠性：系统可保证长期安全地运行。

 安全性：系统具有必要的安全保护和保密措施，有很强的应对计算机犯罪和病毒的防范能力，支持多用户分级管理的要求；

 容错性：系统具有较高的容错能力，有较强的抗干扰性。对各类用户的误操作应有提示或自动消除的能力；

 可扩充性：系统的硬软件具有扩充升级的余地，不可因硬软件扩充、升级或改型而使原有系统失去作用；

 实用性：注重采用成熟而实用的技术，使系统满足用户业务需求；  先进性：采用国际先进的5代GPS定位模块，跟踪国内外最先进的计算机硬软件技术、信息技术及网络通信技术，使系统具有较高的性能指标；  易操作性：贯彻面向最终用户的原则，建立友好的用户界面，使用户操作简单直观，易于学习掌握；

3、巡检流程

巡检人员随身携带GPS专业巡检器，在规定线路上巡检，巡检器将实时接收卫星发出的经度、纬度、时间等信息，同时将巡检的轨迹信息通过GPRS实时上传至管理中心（接收信号与上传数据的规则可以设置，如每隔一分钟定位一次或每行走100米定位一次）。经过考勤点，巡检器会有声音提示记录考勤成功。如果遇到特殊情况，如滥砍乱伐、火灾等突发情况可拍照立刻回传到管理中心；同时具有手机功能，可一键拨打紧急电话，联系管理中心。管理中心人员可在软件中查看当天巡检的人数，地图界面实时更新，显示最后一次上传数据的时间和地点。

4、手持终端基本功能

林业防护人员GPS移动巡护管理系统兼容性非常强，巡检器与林业GPS巡护系统结合使用，GPS卫星定位精度在10m以内。

1、全自动模式巡检，巡检过程无需人为管理

2、自动获取巡检任务及相关数据

3、无信号时可正常巡工作，数据不会丢失，信号正常后数据自动上传，无需管理

4、自动获取卫星信号，并采集、记录、上传位置坐标

5、以拍照、录像、文字等方式记录巡山护林过程中发生的异常情况（树木被砍伐，可疑动物出入、火灾易发区等）

6、自动记录巡检过程（巡检时间、人员、轨迹、区域）

7、紧急情况分类别一键发送

8、随时在电子地图上查看管护区域情况及当前位置

5、管理平台功能介绍

1、无需安装查询端，在手机、平板、电脑上都可直接登录查看管理

2、人员信息管理

3、分级别管理权限

4、护林员管护区域管理

5、巡检任务分配

6、林区分布图导入

7、实时接收报警信号

8、区域划分，工作时间离开巡护范围报警通知

9、火灾多发区、水源区域、重点巡检区域等信息标注

10、在电子地图上实时监控护林员当前位置及轨迹跟踪

11、历史轨迹动态回放

13、查看巡检现场情况、指挥并对事件进行处理，留档保存，方便后期调阅。

14、自动分析、统计巡检数据

15、自动考核巡检工作，并生成各种考核报表，支持导出、打印。

16、发送内部通知公司

6、GPS专业巡检手持机功能特点

 采用GPS卫星定位技术，GPS导航：内置GPS，支持A-GPS，全天侯，自动接收卫星定位信息。自动卫星定位，记录时间信息，并进行轨迹记录及回传；  实时显示当前的经度、纬度、时间、信号强度、电池状态；

 具有通话、拍照、发送图片、报警等功能，多媒体信息采集功能（拍照、录像、文字），自动记录位置坐标（GPS定位）并实时上报；

巡更数据采集、记录、实时位置、图像视频回传、轨迹记录等功能； 紧急情况分类别一键报警（如火灾报警、虫灾报警等）；  安卓2.0以上操作系统；

 采用 500 万像素 AF 拍照，可将现场图片上传至管理中心 ；  防尘防水等级 IP68，可承受2.0米高度跌落到地面的冲击，确保在各种恶劣环境下的工作。

 数据自动实时回传，无需操作，方便普通护人员使用；  自动记录在其管护区域内的巡护里程统计功能；

 手持端无信号时可正常完成巡护工作，数据自动缓存，检测到信号时数据自动上报，无需要人为管理，即使在恶劣条件环境也可以保证数据的完整性；  随时在电子地图上查看自己的当前位置；  随时查看管理员发布的内部通知公告；  巡更器操作中文语音播报，方便巡逻人员使用。

 防退出功能：退出系统需要输入授权密码，防止工作人员无意或故意退出系统，不正常工作。

 GPS定位、射频识别技术以及无线传输技术相结合；  监控容量大，扩容方便，系统兼容性好的特点；  可实时掌握巡逻人员的工作状态及所在巡检线路；  位置信息准确，数据传送及时；

 采用语音通话功能，可将现场紧急情况上报管理中心；  wi-fi数据传输模式，传输速度快；

 可将现场情况及图片信息编辑处理后上传管理中心；

第三篇：汽车租赁行业GPS解决方案

汽车租赁行业GPS系统解决方案

汽车租赁业被称为“朝阳产业”，它因为无须办理保险、无须年检维修、车型可随意更换等优点，以租车代替买车来控制企业成本，这种管理方式，日益受到广大用户的青睐。随着人们生活愿景及工作方式的变化，越来越多的家庭、个人不再需要长期拥有车辆，而是选择招之即来的用车方式。用户认为，租赁汽车不仅可以节省大笔投资，不必支付诸如养路费、保险费和维修费，承担汽车折损等费用外，甚至都不需要购置车库、停车位。而汽车租赁行业也正是在此需求日益增高的时候，得到迅猛发展。

然而，汽车租赁毕竟是一个新兴行业，市场虽有需求，但由于缺乏有效的管理，它在产生利润的同时也连带着风险。车辆被盗、骗租、汽租理赔风险高等诸多问题越来越严峻地摆在了汽租经营者的面前。

XXXX打造的汽租行业解决方案，将真正意义上实现汽租车辆的安全保障。随着移动通信技术以及GPS定位技术的发展使得建立这样的系统变成可能。通过对车辆的实时定位追踪，随时掌握车辆的实际位置和运动趋势，必要时采取断油锁车，当一个GPS被恶意剪线或者拆除时，此时隐蔽安装的超长待机可以激活，传出位置信息，可以最大限度地减少车辆拒绝还款的损失。运用XX汽车租赁GPS监控管理系统，可以满足客户需要随时随地掌控车辆动态的需求，可以对GPS车载设备全方位实现安全保障，可以向汽车租赁企业提供车辆管理、财务管理等各项报表统计服务，提升客户市场竞争力，真正做到让客户安心，放心。

XX GPS汽车租赁系统功能：

1.手机查车：随着越来越多的客户希望随时随地便能查看到租赁车辆的状态信息，XX推出手机查车功能，只要您的手机支持Android系统或是Iphone系统，下载我们的手机APP软件，您便可以轻松掌握车辆的位置信息。实时位置信息查询：

2.实时监控：XX汽车租赁GPS监控管理系统实行全天候24小时的定位监控，为客户实时掌握追踪车辆的各种信息。当监控车辆发生异常情况，系统将会进行报警联动和相应的应急处理，同时，XX监控中心的呼叫中心专业座席服务人员将会及时将信息通知到客户，提醒客户注意，从而为客户打造最结实的安全网络。3.GPS双重保障：汽租行业骗租、盗车事件的频繁发生，有很多源于GPS设备被恶意破坏，导致追踪不到车辆信息。结合这一现状，XX汽设计了一款更为安全的GPS终端辅助设备，该设备体积小、拆除报警、安装隐蔽（强磁磁铁）、防屏蔽、防探测，能最大程度降低GPS终端被破坏的风险，为客户解决一切后顾之忧。

系统基本功能

XX汽车租赁GPS监控管理系统除具备以上特色优势之外，也具备GPS监控的各种基本功能：

●实时定位

主机接收GPS卫星信号，得到车辆实时经度、纬度、速度、方向等数据信息，定时向系统平台与中心发送数据信息，从而在用户监管中心和手机APP上随时掌握车辆动态。

●定时上传数据

通过用户监管中心下发“定时间隔”指令，使主机按“定时间隔”中的时间上传车辆状态

等数据。

●盲区补传

设备进入盲区，上传数据失败。会智能触发每5小时一次寻找离开盲区时间，并上传定位数据。离开盲区，成功上传后，设备智能恢复原工作状态。

●智能追车

当有线的GPS设备被恶意拆除时，启动隐藏安装的无线设备，开启智能省电功能的本产品，找车时长可延长至7天或以上。

●越界报警

当行驶车辆超出所设定的行驶范围或者行驶路线时，系统报警窗口显示该车越出行驶界限提示，监控中心立即向客户汇报情况。

●超速报警

监管中心可对车辆设置速度门限，当行驶速度超出限值达到规定时间时，设备自动向监管中心报警。

●断电报警

由于人为或非人为原因给车载设备断电后，车载设备自动启用备用电池供电，并向系统平台与中心发出断电报警。相关人员，可通过监管中心处理断电报警。

●切断油路

监管中心可下发“关闭油路”指令，使油路关闭，车辆停止行驶，并只能由监管中心控制油路开启（汽车在高速行驶时，关闭油路可能会出现危险）。

●里程统计 不需增加额外的传感器，能够对车辆行驶的里程数进行统计。

●报表生成

车辆位置、里程、速度、启动、行驶报表、故障报表、上下线情况等报表查询与导出。

●电瓶低压报警

当汽车运行时的电压低于监管中心对主机设置的工作电压时，车载设备自动向监管中心报警。

●脱落报警（光感）

当设备脱离施工时的固定位置，设备检测到由暗到亮，即上传该报警状态。

●全天记录

实时全球卫星定位监控并存储车辆行驶信息，采用动、静态数据库，为用户提供轨迹回放、输出各类报表；如进入通讯盲区或通讯中断，自动存储数据，在恢复通讯后，向监控中心发回车辆数据。

●对短时间内不返数据车辆的及时通知与监管 一般车辆在30-60分钟左右不返数据，监控中心将会立即通知相关人员，查看原因，并做好记录。每天再进行一次全面复查，查询监控车辆是否恢复正常监控，并做好更新记录。

●对库存车辆历史行驶数据的统计与回访

系统具有月和年数据信息存储功能，适于用户系统调拥、查询、调用任一时间段某车辆行驶数据进行轨迹回放。

●对汽租车辆在租车过程中出现异常的协助与监管

外租车辆有时会出现租金拖欠不交、骗车，调车行驶中找不到目的地、长时间不能监控联系不到租车人等情况，监控中心将通过各种渠道，如：断油、断电、跟踪追车、搜索某时间段的停车点、指路、违章的相关查询等帮助汽车租赁公司追踪到车辆。产品展示

第四篇：银行按揭车辆 GPS解决方案

银行按揭车辆 GPS解决方案

为了拉动内需，促进消费，随着“直客式”汽车消费信贷和汽车租赁业务的全面推广，汽车消费竞争日趋激烈，购车（或租车）者只需支付小额首期车价（或押金），就完全取得车辆的“所有权”，之后是否按期还贷（还车），只能听天由命，从而加大了银行、保险、汽车销售、汽车租赁公司的经营风险。全隐蔽安装的新科技GPS产品，经营者可随时掌握车辆的实时位置和状态，并可设定范围限制，一旦出区自动向中心报告，信贷消费车辆（或租赁车）不再是“放飞的小鸟”，让您不再担心被恶意骗贷，从而降低经营风险和增加行业竞争力。银监会近日发出通知，将汽车消费贷款作为近期专项检查的一项重点铺开，这使得车贷风险成

为近期金融业关注的热点话题。“在社会信用问题没有彻底解决的时候，利用高科技手段降低车贷风险不失为一种选择。”

一、控制风险；防止车贷借款人连人带车逃废银行债务。

二、减少赖账；如果借款人赖账不还，车主断供贷款而银行经催收无效后，GPS的监控中心就可通过系统技术将被监控的车辆断油断电，使车辆无法开动。

三、遏制转卖；如果借款人将车转手卖掉，银行和汽车按揭机构还可以轻易找到车辆，由此降低车贷被逃废债务的风险。

四、防止拆卸；车主如果自行把GPS拆掉，系统还会自动报警。

五、增加保障；银行和汽车按揭机构都会硬性要求车主必须购买车身险，如果被投保的车辆安装了GPS，就等于给车辆多上了一道安全锁，车辆在被盗、被抢、被劫或出现其它险情时将可第一时间获知，在一定程度上也有助于保险公司降低风险。

第五篇：使用全球定位系统的时间和频率测量（最终版）

使用全球定位系统的时间和频率测量

迈克尔A.Lombardi，丽莎。纳尔逊，安得烈，诺维克，张胜利S.美国国家标准与技术研究院的时间和频率划分

这篇文章介绍了全球定位系统（GPS）卫星信号是被用来进行时间和频率的计量的。文章讨论了GPS接收器能怎样为频率校准和实间同步提供一个参考信号。它也解释了利用了几种类型的GPS信号测量时间和频率。这些包括单向或直接接收测量，单和多通道共视的测量，和载波相位测量。讨论了ＧＰＳ信号可以提供国家的可追溯性和国际标准得可追溯性。介绍ＧＰＳ

GPS，众所周知的一种全球定位工具，也已经成为发布时间和频率的主要系统。GPS接收机是电信网络、校准和测试实验室中的固定装置。它们使时钟同步、校准和在任何设施中控制振荡器即可以用ＧＰＳ卫星视线安置一个室外天线接收装置。

ＧＰＳ卫星是被美国国防部（美国国防部）来控制和操作的。星座包括至少２４个卫星轨道在地球20200公里的高度在6个固定的飞机倾向于从赤道55°。轨道周期是11小时58分钟,这意味着一个卫星绕地球飞行每天两次。通过处理从卫星收到信号,GPS接收器可以确定其位置GPS卫星广播两个载波频率: 在1575.42 MHz L1,L2为1227.6 MHz。每颗卫星广播扩展频谱波形,称为伪随机噪声在L1和L2(打印)代码,并且每个卫星它是由打印标识代码传送。有两个类型的打印代码。第一个类是一个粗糙的收购(C / A)代码与芯片的1023芯片每毫秒。第二种类型是一个精密芯片的速(P)的代码10230芯片每毫秒。C / A码是广播在L1,广播L1和L2 P代码。GPS接收视线,这意味着天空的天线必须有一个明确的观点。如果一个晴朗的天空视图是可用的,可以收到近的信号地球上的任何地方每个卫星携带铷和铯振荡器,或两者的结合。车载的振荡器为载体和提供参考代码广播。他们带领USDOD地面站和引用协调世界时(UTC)由美国海军维护天文台(USNO)。经双方协议UTC(USNO)维护和UTC(NIST)在100 ns,这两个时间尺度之间的频率偏移是< 1 x 10-13年

GPS接收设备有几种类型的GPS接收器使用和频率计量。成本、大小和设计的从模型的GPS定时接收机有着显著的不同模型,但大多数都有个共同的特性。大多数接收器使用C /代码L1频率播出作为他们的时间和频率参考。最能同时从8到12卫星追踪,可以提供时间和频率信号来自一个平均的卫星视图。大多数提供time-ofday和日期信息在计算机可读的格式,通过rs11彼此。由于频率漂移和老龄化问题,这个需求不可能会见石英振荡器,和困难会见铷振荡器,因为他们需要定期调整。铯振荡器将很容易满足要求,但他们的高成本使它不切实际的购买多个单位。很容易看到GPSDO电信是一个很好的解决方案网络问题。两个其他类型的GPS接收器用于越多本文中描述的专业测量。Common-view GPS接收器实际上是集成结合标准GPS定时接收机的系统测量硬件和软件。这种硬件和软件使系统测量个人卫星和存储结果,这样他们就可以稍后处理。Carrier-phase GPS接收器是大地的设计和测量应用。通常更昂贵的比传统的时间和频率接收器,他们跟踪和衡量L1和L2载波频率。他们的潜力定位性能特殊,L1航空公司只是19厘米波长和定位的不确定性通常是用厘米来衡量甚至毫米。当用于时间和频率测量,收集的数据必须存储可以稍后处理。GPS天线使用大部分的接收器这里描述很小,通常直径< 100毫米。他们通常有内置放大器驱动天线电缆,用于获得多天线导航。使用高增益天线可以使用长天线电缆,只要100一些实例。与GPS接收器用于导航,时间和频率接收器是坐落在一个房间或实验室和一个很长的天线电缆通常是必要的。GPS测量技术所隐含的不同类型的接收器在最后一节中,有几种不同类型的GPS时间频率计量学测量中使用。这些测量可分为三个将军类别:单向、common-view carrier-phase。大多数的GPS测量校准和测试实验室单向测量。单向的测量很容易和他们不确定性是小到足以满足要求几乎所有的校准或测试实验室。Commonview和carrier-phase测量需要更多的努力,包括测量数据的后期处理。为这个原因,他们通常留给国际比较计量实验室的时候测量不确定性必须尽可能小。表1比较了GPS测量技术。表1。典型的GPS测量技术的不确定性技术时间频率不确定性不确定性24小时、2σ24 h,2σ

单向< 20 ns < 2 x 10 – 13 单通道10 ns≈≈1 x 10-13年Common-View多渠道< 5 ns < 5×1015Common-view单向GPS测量单向GPS技术使用的信号从GPS接收机作为标定参考。的GPS信号实时使用,没有后期处理测量结果是必需的。的目的测量通常是同步定时脉冲,或校准频率源。在接收机用于测量之前,它必须完信号采集过程。的一部分收购过程包括测量天线的位置。与GPS导航接收器计算位置修正而移动速度(通常更快位置修正每秒),GPS时间和频率接收器通常不会移动,不需要调查完成后计算位置修正一次。

因此,时间和频率接收器通常存储单一位置固定,使用同样的位置上。许多接收器时自动启动调查他们正在打开。在这个过程结束的时候,前面面板指示器告诉操作员,接收者是准备好了 使用。一旦完成信号采集,输出从接收机连接到测量信号系统。时间同步测量,1 pps信号从接收方通常是作为一个输入时间间隔计数器。频率测量的例如,频率输出(10 MHz)GPSDO作为一个相位比较器的输入,或用作吗外部时基频率计数器。单向性能自带领GPS卫星传输信号同意UTC,长期GPS精度接收方一直都是优秀的。的性能C /代码接收器成为更好的5月2日,2000年(51666年MJD)当USDOD集选择性的可用性(SA)为零。SA是一个USDOD指令,可用于有意引入GPS信号减少噪音它的定位和定时精度。图1是一个阶段情节显示典型的GPS接收器,数据记录在立即SA将之前和之后零。图1所示。相图显示之前和GPS性能 在SA被设置为0。

10分钟的数据点如图1所示 通过比较平均接收的信号 pps典型的GPS定时接收机的输出

UTC(NIST)使用时间间隔计数器。图2显示了 15天内立即收到阶段

2000年5月2日。在此期间,收到peak-topeak变化阶段数据< 50 ns。相图表明,GPS广播aretightly控制,自振幅相位测量一天比一天相似。这导致优秀的准确性和稳定性时平均1天或更长时间的使用。然而,信号的相位噪声限制短期稳定,艾伦偏差所示(σy(τ))图(图3)。

图2。GPS接收器和UTC(NIST)在SA后15天时间间隔设置为0。图3。频率稳定度(Allan偏差)的GPS接收机在SA被设置为0 图3显示的稳定性接收机是near1 x 10-1天,相位噪声持续平均下来直到稳定性达到十14部分。虽然不是如图3所示,这个接收器的相位噪声限制了短期稳定在1 s 10 9部分。如果你选择

发布频率从GPSDO获得,或使用它作为参考测量系统,确保其短期稳定满足您的需求。虽然GPSDOs可以校准几乎任何频率标准测量段1天或更长时间,他们通常不适合测量振荡器稳定< 1000年代的平均时间。

与单向GPS建立可追溯性可追溯性的定义告诉我们,可追踪的 测量需要一个“完整的链

比较所有规定的不确定性。“这链通常来源于与国际或国家标准。[1]为了显示跟踪通过GPS,NIST的链必须扩展从GPS测量NIST。我们提供两个例子(表2和图3)如何记录追溯链。两个链显示追溯回UTC(NIST),和回到国际单位制(SI)由局国际des重量等维护措施(BIPM)。记住,每一个环节的追溯链涉及比较引用和被测设备或信号。链接的不确定性A、B和C非常小,几乎没有对大多数测量结果。

然而,他们必须记录在建立追溯链。链接的不确定性A和B可以计算从BIPM Circular-T,发表双月刊,并可在www.bipm.fr /金星/ 5 _scientific / c_time / time.html 另一个网站建立链接可以找到 在NIST的时间和频率划分的网站: www.boulder.nist.gov timefreq /酒吧/公告/ nistusno.htm 从公布的数据可以建立链接C USNO:tycho.usno.navy.mil / gps_datafiles.html链接D的不确定性是依赖于接收器的。不 所有的GPS接收器都是平等的,一些模型介绍了比其他人更多的不确定性。两个因素,导致收机性能的质量接收机的本地振荡器和软件的质量从卫星获得的算法处理数据。建立链接D需要陈述的不确定性规范时,接收者将达到或超过正常运营。制造商的规范是一个