近距测控站及雷达站站间高精度时频同步方案.doc

近距测控站及雷达站站间高精度时频同步方案
高精度测控系统或者雷达系统一般由一个主站和几个副站，或者几个连续的测控台站组成。各站之间需要高精度的时间频率信号同步。传统的同步方法主要是远程微波基线传输系统，或者均采用高精度的铯钟并进行来回校差等方式实现同步。实现成本高昂，且系统维护成本及可拓展型均收到极大限制。特别对于战术级的预警及瞄准雷达等，在强电磁干扰可严酷环境条件下，要达到高精度时间频率同步，采用铯钟等设备明显使用条件受限。
高精度GPS/BD驯服钟就成立最好的替代选择。
传统的驯服钟主要采用驯服秒的方式，这样便造成了频率稳定性的急剧抖动，对于雷达系统，是不可取的。我公司提供的方案，不仅能保证频率稳定度时钟优于2.5E-12量级，而且秒的抖动和跳差都明显小于其他厂家方案。1PPS抖动严格控制在750ps之内。
采用GPS/BD双冗余组合方式，且内置自主完好型监测算法。可以自动判别卫星授时信号可用性。且通过先进算法实现丢失卫星信号下的保持模型，在卫星信号终端情况下24小时内任可保持优于1E-11量级精度。
本方案频率同步精度和时标同步精度均在10ns量级。同步精度不依赖于站间有线或者无线传输网络。（实现更高量级同步精度，需要有限方式支持，但此时有限方式传输为1pps信号，并非射频或者微波信号，具有出色的抗干扰特性）。而且同步精度通过高效滤波测差算法实现，克服了卫星信号抖动及本地其他干扰造成的瞬时抖动。
频率输出即可作为雷达本振源，也可作为微波数传系统的基准频率源。还可以利用其1PPS、TOD信息等时标信息实现其他用户设备的站间同步。
系统采用抗震设计，适合车载、机载等高动态场合应用。通过升级后，可以为小型空基数据链系统提供稳定的高精度时间频率同步。

远程及超远程高精度时间同步解决方案
远程及超远程时间同步，对于测控网，以及卫星轨道测量，远程数据链系统等，高精度的时间同步技术必不可缺。
目前比较实用的实现远程高精度时间同步的方法主要有单向比对、双向比对和卫星共视三种方法。实用性及精度综合考虑最优就是利用GPS/GNSS等导航卫星进行卫星共视的方法。
类型
方法
准确度
精度
稳定性（日均）
覆盖区域
Common-view
Loran-C
1μS
100ns
10-10~10-12
2000km
TV color sub-carrier
10ns-50ns
10 ns
10-12~10-13
100km
GPS C/A code
1-10ns
1-2 ns
10-13~10-14
10000km
GPS carrier phase
<1ns
0.1ns
10-14~10-15
全球

利用卫星共视技术，不仅可以将两地的时标信息同步到极高量级，利用时间传递接收机的频率输出，还可以做到远程频率（比如10M）严格的相位同步。
我公司的时间传递接收机采用一体化设计，体积小，性价比高，性能稳定，拓展了共视比对技术的应用领域。同时可以改造成便携式设备，满足各种移动高精度时间同步场合的应用。
我公司的时间传递接收机可以全视野接收所有的GPS/GNSS卫星，综合比对处理平差，从而使长期精度达到10ns以内，满足各种远程时间同步应用需求。

电台/电视台时间同步解决方案

电视台对时间需求主要是以下几个方面：
内部时间统一：各演播室或者播出系统的视/音频切换；自动播出系统或者录像系统的录制、播放切换；检测记录系统的时间戳记；台标时标产生；统一指挥调度等等；
对外时间统一：台间播出切换；发射信号同步；场逆程时码同步等。
其他：门禁及考勤；播出计时等等。

设计亮点：
系统采用GPS/BD授时仪为时钟源，通过架设楼顶开阔地带的授时型天线，接收与UTC同步精度小于100ns的时间信息。区别于其他厂家的授时系统，在成本基本不变情况下增加了BD系统的授时信息，大大提高了系统的冗余安全性。
对于时间要求相对严格的终端采用CAN总线和IRIG-B码双向校时技术，提高了时间精度。
采用树形结构，主备钟自动切换，同级时钟相对独立，易于维护，可靠性高。

电厂（站）时间同步解决方案

电厂（站）内需要进行时间同步的主要分以下几种类型：
时间同步系统提供各种时间同步信号，用于实现电厂（站）内计算机监控系统、保护装置、故障录波器、事件顺序记录装置、安全自动装置、远动RTU及各级能量管理系统、用电负荷管理系统、通信网监控系统、电能量记费系统、电网频率按秒考核系统、功角测量装置、线路故障行波测距装置、雷电定位装置、调度录音电话、各类信息管理系统MIS、DCS系统及各种输煤PLC、除灰PLC、化水PLC、脱硫PLC等的时间同步，使电厂内各设备具有统一的时间基准
技术特点：
①输出的时间同步信号可满足秒(1PPS)、分(1PPM)、时(1PPH)、IRIG-B、空接点、以太网以及串口等方式。
②中心母钟为GPS/BD双机热备份工作模式，远端模块及室外子钟防护等级大于等于IP65。
③参照《GB/T17626.2-1998试验和测量技术》完成静电放电抗扰度、射频电磁场辐射抗扰度、浪涌康绕度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、射频场感应的传导骚扰抗扰度等试验。

低成本GPS/GLONASS/BD 驯服时钟

输出信号
①10MHz
1 路，BNC，标准正弦波，50Ω
频率准确度 < 5E-12。（加电开机驯服2小时后）
谐波抑制度： ≤-30dBc，非谐波抑制度：≤－80dBc
②1PPS：TTL 电平，50Ω，授时精度：50ns（典型值）上升沿时间≤20ns
③IRIG-B 码输出；精度为0.5μs，DC码4路
④CAN总线接口：自定义时间信息数据包
⑤监控接口：串口配置：RS232 电平，9600-N-8-1

工作温度：-30℃―+70℃
存贮温度：-40℃―+85℃
功耗：小于12W
主板尺寸：250mm×200mm×45mm

利用此时钟板可方便地实现自制GPS/GLONASS/BD时间频率标准，大幅度降低了门槛，保证了使用性能。
本板+信号扩展分路+显示屏+机箱及接口，即可实现全功能的高性能卫星同步时钟或时间频率标准。

GPS/GLONASS/BD组合定位方案

系统组成：

三系统组合定位的优点：
首先，卫星数量增多，可以在两个星座中选择几何分布好的卫星来进行定位，提高导航定位的精度、连续性和可靠性；其次，放宽了对载体测量地点和测量条件的限制，冗余的数据增加了定位结果的可靠性，降低了卫星信号被遮挡的可能性，最重要的是削弱了由一个国家对卫星系统控制的影响。
它的出发点是，将GPS、BD和GLONASS的原始观测数据(星历、伪距)同时输入数据处理器中。将这些数据进行格式转换、时间转换、坐标系转换、伪距组合，然后统一求解。这就允许全部BD数据、全部GPS数据、全部GLONASS数据，部分GPS数据、部分GLONASS数据以及部分BD数据混合定位。
类比于GPS/GLONASS（如JNS100）与BD接收机的组合方案，真正实现了三系统定位数据的融合解算，不是简单意义上的两系统堆叠，具有更高的使用性能和显著的性价比。