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北斗授時天線:北斗授時終端概述
2020-11-30
  近些年來,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)逐漸崛起,使得北斗授時終端應(yīng)時而生。毫無疑問,北斗授時終端相關(guān)產(chǎn)業(yè)和方向的研究也必將會成為一大熱門。

  一、北斗授時終端簡介

  授時技術(shù)一般來說主要包括短波授時、長波授時、網(wǎng)絡(luò)授時和衛(wèi)星授時。其中衛(wèi)星導(dǎo)航授時因?yàn)槠渚哂芯雀摺⒏采w范圍廣、全天時、全天候和設(shè)備成本低等諸多優(yōu)點(diǎn),越來越受到各類用戶的青睞。

  利用所接收導(dǎo)航信號解算的高精度時間信息綜合實(shí)現(xiàn)了NTP、B碼、PTP和串口等的高精度授時服務(wù)的設(shè)備即為授時終端。

  電力、金融、電信是與國家安全和人民利益息息相關(guān)的重要領(lǐng)域,它們對時間系統(tǒng)的同步性往往都有著很高的要求。之前我國在這些領(lǐng)域使用的都是美國GPS授時技術(shù),不但受制于人,還存在著極大的安全隱患。但是隨著我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)和北斗授時技術(shù)的快速發(fā)展,北斗授時產(chǎn)品目前正在逐步替代著GPS授時產(chǎn)品。

  二、北斗授時原理

  北斗授時根據(jù)其授時方式的不同,大致可以分為單向授時和雙向授時兩種。

  1、單向授時

  單向授時是由授時終端接收衛(wèi)星信號,解算出基本觀測量信息和導(dǎo)航電文信息,進(jìn)而獲得鐘差修正本地時間,使得本地時間與UTC同步。當(dāng)然,單向授時細(xì)分之下也可分為RNSS單向授時與RDSS單向授時兩種模式。鑒于文章篇幅原因,這里不再贅述。

  簡單來說,單向授時是北斗授時終端可以自主實(shí)現(xiàn)的一種定時功能。

  2、雙向授時

  相對于單向授時而言,雙向授時具有較高的授時精度。

  首先,雙向授時設(shè)備具備出站信號接收和應(yīng)答發(fā)射入站信號的能力。它通過與地面中心站進(jìn)行往返測量,由中心站獲得授時終端與地面中心站的時間差值。這樣它就可以避免授時終端天線位置誤差、電離層/對流層改造殘差等諸多不確定因素引起的單向授時偏差。

  授時終端發(fā)起授時申請,與地面中心站進(jìn)行交互,向地面中心站發(fā)送定時申請,地面中心站計(jì)算其與授時終端的時間差,并通過出站信號播發(fā)給該授時終端,授時終端返回的正向傳播時延信息T正向及出站電文獲得的RDSS系統(tǒng)時間與UTC時間差值?T(GNT-UTC),修正本地時間使其與UTC時間同步完成雙向授時。?TJST-UTC=T測量-T正向-T接收零值+?TGNT-UTC(5)。

  其中,?TJST-UTC為本地時間與UTC時間差值;T測量為RDSS地面中心站經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)到授時終端的偽距時間,由授時終端測量獲得;T正向?yàn)镽DSS出站信號經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器至授時終端的傳播時延;T接收零值為雙向授時終端的接收零值;?TGNT-UTC為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)時間與UTC時間差值。

  三、北斗授時終端在時頻同步方面的現(xiàn)狀

  1、頻率同步方面

  我國頻率同步網(wǎng)采用的是混合同步方式,也就是說它是由多個基準(zhǔn)時鐘控制的網(wǎng)絡(luò)。各基準(zhǔn)時鐘之間以準(zhǔn)同步運(yùn)行,每個基準(zhǔn)時鐘控制的同步網(wǎng)內(nèi)同步方法采用等級主從同步。

  從20 世紀(jì)90 年代中期起,我國就已經(jīng)開始著手建設(shè)頻率同步網(wǎng)。在我國的頻率同步網(wǎng)中,所有的一級基準(zhǔn)時鐘設(shè)備、部分二級/三級/微型同步節(jié)點(diǎn)時鐘設(shè)備上均使用了衛(wèi)星授時接收機(jī)。這些衛(wèi)星授時接收機(jī)的總數(shù)接近兩千。但是絕大部分都為GPS接收機(jī),僅僅有幾十個為北斗授時接收機(jī)。

  2、時間同步方面

  早在2004 年,我國各電信運(yùn)營商已建設(shè)起了獨(dú)立的普通精度時間同步網(wǎng)。它基本覆蓋了骨干網(wǎng)絡(luò)及部分發(fā)達(dá)地區(qū),并提供ms級的時間同步服務(wù)。但是隨著時間同步技術(shù)的快速發(fā)展,通信網(wǎng)計(jì)費(fèi)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、七號信令網(wǎng)、網(wǎng)間結(jié)算、IP 網(wǎng)絡(luò)新業(yè)務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)等均對時間同步提出了更高的要求。尤其是3G/4G網(wǎng)絡(luò),更是提出了μs級的高精度時間同步需求。因此,更高精度的時間同步網(wǎng)被著手建設(shè)。

  目前為止,我國的高精度時間同步網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模已覆蓋到31 個省會城市及300 多個地級城市。這些城市的主備兩臺高精度時間同步設(shè)備均配置的是北斗/GPS雙模衛(wèi)星授時接收機(jī)。

  總體來看,經(jīng)過多年的發(fā)展,北斗授時終端推廣應(yīng)用已經(jīng)具備了基本的技術(shù)條件。然而,北斗系統(tǒng)終究屬于后來者,存在著劣勢。一方面它將會面臨以GPS 為主的原有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的激烈競爭,另一方面其自身的產(chǎn)業(yè)鏈完善和成熟依然需要漫長的過程。因此,目前北斗授時終端的應(yīng)用規(guī)模仍然比較小,其市場應(yīng)用仍需要大力地培育和推廣。

  四、北斗授時終端產(chǎn)品

  SYN013型時統(tǒng)終端是一款用于提供多路頻標(biāo)時標(biāo)輸出的時統(tǒng)設(shè)備。時統(tǒng)終端接收GPS北斗衛(wèi)星信號及兩路IRIG-B碼,對內(nèi)部高精度原子鐘進(jìn)行馴服,使其準(zhǔn)確度一直保持和銫鐘一樣的準(zhǔn)確度,同時輸出IRIG-B碼,10mhz,NTP/SNTPTOD,1PPS,UDP監(jiān)控等時鐘信號。

  時統(tǒng)終端

  這里提到的這款北斗授時終端產(chǎn)品都已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到了我國的各大控制系統(tǒng),并且均已安全可靠運(yùn)行四五年之久。無論是從質(zhì)量方面來看,還是從技術(shù)方面來講,產(chǎn)品本身都有著一定程度的保障。

  五、北斗授時終端產(chǎn)品價(jià)格

  北斗授時終端價(jià)格相比于gps授時終端價(jià)格要稍微貴點(diǎn),主要是因?yàn)槲覈倍肥跁r芯片較貴,導(dǎo)致整體價(jià)格偏貴。目前北斗授時終端價(jià)格比gps授時終端價(jià)格大約要貴1000元左右,但是有著逐年縮小的趨勢。主要根據(jù)內(nèi)部時鐘源的區(qū)別,輸出時鐘信號的區(qū)別,授時精度等不同,價(jià)格會有所不同。

  建議用戶不能只單純地聽價(jià)格,最好讓技術(shù)人員多和廠家溝通一下,了解清楚每個功能和技術(shù)指標(biāo),看看是否滿足自身需求。當(dāng)然工業(yè)產(chǎn)品的性價(jià)比也是必須考慮的。歡迎新老用戶來我公司對比價(jià)格,對比產(chǎn)品。

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