GPS卫星同步时钟系统（北斗授时服务器）的技术研究

基于GPS卫星同步时钟系统的北斗授时服务器技术研究也是一项重点工作中的一部分

计算机运行一段时间后的时间差会越来越大；随着时间的推移，在单一设备环境中其影响较小；但在网络环境下可能会导致意外的问题。例如，在分布式计算环境中由于每个主机的时间不一致会导致同一操作在不同主机记录的时间不一致从而导致服务无法正常运行。

随着各类网络应用的持续发展与日益增长的时间精度需求, 时间同步设备的应用频率也在不断提高, 否则将会导致诸多业务系统操作缺乏实时性保障的问题出现。
NTP网络时间服务器主要依赖GPS或北斗系统的精密信号源进行基准时钟获取, 并可选配B码或原子钟等辅助信号源以提升同步精度。产品配置标准级NTP/SNTP协议同步接口模块, 以确保各类型网络设备都能正常完成时钟对准任务。
采用SMT表面贴装工艺进行精密制造, 配备高速级芯片控制器, 具有极高的精度水平、稳定的性能特性以及强大的功能优势, 同时完全消除无累积偏差现象, 不受环境因素如温度湿度等的影响, 成本效益显著且操作简便无需人工值守维护。
适用于无需人工值守管理的场景。

涵盖电力系统监控与管理、金融交易支持与安全防护等多领域应用需求

三、产品技术指标：
名 称 技 术 参 数
捕获
卫星
时间 装置冷启动时 ≤2—5min
装置热启动时 ≤1min
瞬间断电重启 ≤20s
授时精度 30ns（UTC同步精度）
守时精度 1*10-9(0.3μS/min)
网络时间协议 NTPv1.v2.v3&v4、SNTP、TELNET、DHCP、UDP、SNMP；
客户端吞吐量 2000次/秒
串行口信息 波特率默认9600，数据位8，无校验，1停止位
GPS授时天线 标配30米，可选50、100、200米
尺寸 1U机架式482×44×210mm
重量 3.1kg
电源 220V±20%或110V±20%，47Hz～63Hz
工作温湿度 -200C～+700C；<95%无冷凝
贮存温度 -400C～+850C
功耗 ≤15W
寿命 ≥10Y
质量保证 产品3 个月包换，5 年内免费保修
免费保障 产品出故障时由购货方直接与本公司联系替代品
技术支持 负责提供免费的电话技术咨询
软件升级 终身向用户免费提供系统控制软件的升级版本

四、天线架设：
卫星钟表装置配备了便于安装的一条有源天线头。该天线头被封装于塑料圆盘内，并提供30米、50米、100米及200米四种规格选择。若选择30米天线仍无法满足需求，则可搭配GPS信号转发器GPS-HR装置使用。本设计的标准配置为30米天线。

建议将天线装置设置在户外环境中，并确保其安置位置具有开阔视野。优先选择屋顶区域作为安置地点。理论上应当沿着视线方向至高点即可观察到360度完整的天空景象。所有电缆长度均需严格按照增益参数进行规划：不得随意剪切或延长电缆长度，并禁止添加接头以避免影响接收效果。此外还需尽量避免将天线放置于山坡、树林、高层建筑等可能阻挡波束的地方以及铁塔附近等高处设施附近。主波束方向上必须保证足够的视界宽度：正前方视角范围应尽可能宽广以便更好地接收信号。一般而言应在基点坐标下测量障碍物最高点所形成的夹角不应超过10度并应尽量远离风力较大区域如风口位置来减少设备受力风险。另外考虑到多雨地区可能存在强雷暴天气因此建议将天线装置远离频繁遭受雷击的区域并将天线头放置于现场避雷针所覆盖的保护范围内以增强防雷能力。当采用屋顶固定式安装时只要保证足够的视野则尽量降低与屋顶的高度差并配备专用防雷器以防止恶劣天气条件下的潜在损害问题特别是在雷雨季节前必须仔细核查避雷接地系统是否符合规范要求（注：避雷设备为可选件）。具体安装示意图详见附图

五、总体方案
总体方案拓扑图

客户需求分析：高速公路信息管理中心网络系统部署了约200台服务器，并对整体运行进行了精确的时间同步需求。该系统采用1U机架式机箱架构进行设计，并配备NTP/SNTP网络接口以实现授时功能；时间基准由我国北斗卫星导航系统提供

我司建议采取以下措施：将HR-901B型NTP网络时间服务器安置于信息管理中心机房内，并建议应用一路网络授时（NTP/SNTP）技术接口进行配置。具体而言，请以该一路NTP/SNTP接口为基础为信息管理中心的计算机服务器群提供统一的时间同步信号，并确保该技术方案能够有效保障信息中心服务器与其他网络设备的同步协调运作的同时也为各个收费站点的PC端用户提供精确的时间服务保障

六、总体方案配置清单及报价

产品名称 品牌型号 配置描述 数量 价格
网络时钟服务器设备 安徽京准
HR-901B 采用北斗卫星授时模块作为时间基准，并提供1个NTP RJ45端口用于计算机网络时间同步服务；同时配备4个RS232串口用于数据传输；支持局域网授时精度可达1至10毫秒；内置LCD液晶显示屏实时显示当前时间和卫星运行状态；采用1U机架式机箱设计；附带NTPV3客户端软件包以及相关附件；整套设备规格参数如下：
HR-901B 卫星天线 30米卫星天线 1件 属配件
天线支架 天线专用安装支架配套螺丝 1件 属配件
电源线 装置专用电源线 1条 属配件
备注