隨著我國航天和國防事業的快速發展,對時間頻率的精度要求越來越高,同時越來越多的科研機構和專家學者都希望擁有一個更加的時間頻率參考。
     同時,NIMDO系統直接參考了位于中國計量科學研究院的國家時間頻率基準UTC(NIM),這使得實驗室很容易把時間頻率溯源到單位制。
     時間服務系統是為測控系統提供標準時間和標準頻率的系統,在對目標對象進行測量和控制時,時間服務系統使整個測控系統在統一的時間尺度下工作,而高精度的時間傳遞與同步是其主要構成部分。在互聯網或局域網環境中,如何讓時間服務器和同步系統達到更高的精度、更加安全可靠地工作以及讓它的性價比更高是推動時間服務技術進一步發展的需要,也是研究時間服務系統的熱點和難點。 課題旨在建立一套滿足某部項目特殊需要的時間服務器系統。論文在深入研究了GPS信息接收、串口通信、Winsock通信、時間同步算法、單片機與CPLD綜合應用等技術基礎上,時間服務器分析了UTC時間服務系統的工作流程和原理,設計了適合當前系統應用和今后發展需要的兩種方案:基于PC機的UTC時間服務器系統和基于單片機的UTC時間服務器系統。在基于PC機的UTC時間服務器系統中,提出了利用秒脈沖中斷對PC機時鐘進行微調的方法,通過接收GPS發送的UTC信息來校正主機時鐘,配合基于UDP協議的時間同步算法,構成了時間服務及同步系統,詳細介紹了在實驗室以太網環境中建立時間服務器/客戶模式的硬件結構和軟件實現。時間服務器該系統具有同步精度較高、結構簡單、成本相對低廉并且易于實現等特點,通過實驗室考核以及現場任務中的實際應用表明,達到了使用要求。在基于單片機的UTC時間服務器系統中,針對GPS的誤差服從正態分布而PC機晶振存在累積誤差的特性,依據參考文獻中的理論模型,建立了實驗仿真平臺,運用數理統計的方法對晶振誤差進行實時補償,得到本地秒脈沖相對于GPS秒脈沖的估計補償值,經過對晶振累積誤差的在線修正,zui終得到基于本地晶振的高精度秒脈沖信號,時鐘偏差可達到百納秒。