高精度NTP北斗網(wǎng)絡(luò)校時(shí)設(shè)備

高精度NTP北斗網(wǎng)絡(luò)校時(shí)設(shè)備

采用搭建高精度NTP服務(wù)器的方法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)校時(shí)。基本思路是從NMEA018 3數(shù)據(jù)中提取時(shí)間信息，通過PPS信號來保證高精度。

基于GPSD的高精度校時(shí)系統(tǒng)
天文觀測設(shè)備對于控制系統(tǒng)的時(shí)間準(zhǔn)確度有嚴(yán)格要求。為此，采用搭建高精度NTP服務(wù)器的方法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)校時(shí)。基本思路是從NMEA018 3數(shù)據(jù)中提取時(shí)間信息，通過PPS信號來保證高精度。具體實(shí)現(xiàn)方法是采用GPS接收模塊G591來構(gòu)造硬件電路，軟件部分需要NTP服務(wù)器軟件和GPSD的正確安裝和配置。對照實(shí)驗(yàn)表明，基于GPSD的NTP服務(wù)器校時(shí)精度可以達(dá)到微秒量級，工作性能穩(wěn)定而可靠。

0 引言
準(zhǔn)確的時(shí)間是天文觀測所必需的。天文望遠(yuǎn)鏡在特定時(shí)間內(nèi)的準(zhǔn)確指向、CCD曝光時(shí)間的控制以及不同波段觀測數(shù)據(jù)所進(jìn)行的高精度同步比對等應(yīng)用需要系統(tǒng)至少有亞毫秒的時(shí)間準(zhǔn)確度。然而就目前來看，一般的計(jì)算機(jī)和嵌入式設(shè)備所使用的晶體振蕩器的精度為幾個(gè)或者幾十個(gè)ppm(百萬分之一秒)，并且會受溫度漂移的影響，使得每天的誤差能夠達(dá)到秒級，若再考慮元器件的老化或外界干擾等因素，誤差可能會超過10 s，如果不及時(shí)校正，其誤差積累將不可忽視。
網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議NTP(Network Time Protocol)是美國特拉華大學(xué)的MILLS David L．教授在1982年提出的，其設(shè)計(jì)目的是利用互聯(lián)網(wǎng)資源傳遞統(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間。目前，使用GPS信號實(shí)現(xiàn)校時(shí)的研究工作很多，大多只是通過讀取GPS模塊解碼出的串行數(shù)據(jù)，提取其中的時(shí)間信息來糾正系統(tǒng)時(shí)鐘，該過程并不涉及NTP的使用，精度較低，一般為幾十到幾百毫秒。對此，本文充分利用了NTP服務(wù)器軟件對GPS時(shí)鐘源的支持，采用串行數(shù)據(jù)和秒脈沖相結(jié)合的方式來校準(zhǔn)時(shí)間，校時(shí)精度大為提高。
1 GPS同步時(shí)鐘的校時(shí)方式
1．1分天文觀測設(shè)備的校時(shí)需要