本系統(tǒng)的GPS模塊采用摩托羅拉的M12T。該模塊能同時(shí)跟蹤12顆衛(wèi)星,1PPS定時(shí)精度小于20ns。它配有后備電池,在主電源關(guān)閉后數(shù)據(jù)和時(shí)間信息將被保留,這時(shí)下一次初始定位時(shí)間(TTFF)將小于50s。它的冷啟動(dòng)定位時(shí)間(TIFF)小于200s。
系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方面由32位高性能微處理器ARM9負(fù)責(zé)接收GPS模塊時(shí)間、軟件運(yùn)算和部分串行接口,其它的串行接口和所有的對(duì)時(shí)脈沖信號(hào)均由FPGA輸出,具有很強(qiáng)的靈活性。
1、輸出精度:本系統(tǒng)的GPS模塊的秒脈沖輸出精度小于20ns,考慮到光耦及電平驅(qū)動(dòng)器的延遲,輸出精度小于100ns。所有脈沖輸出信號(hào)都是由FPGA實(shí)現(xiàn)的,因此對(duì)于各路脈沖信號(hào)在線路板上的傳輸延遲都可以通過配置工具進(jìn)行補(bǔ)償,使得輸出信號(hào)的精度穩(wěn)定在100ns以內(nèi)。
2、守時(shí)精度:當(dāng)GPS失星后,本系統(tǒng)輸出守時(shí)時(shí)間。內(nèi)部守時(shí)時(shí)鐘源采用高穩(wěn)定恒溫晶體振蕩器,通過頻率跟蹤技術(shù),使守時(shí)精度達(dá)到200us/天。
3、防雷設(shè)計(jì):實(shí)現(xiàn)了三方面的防雷設(shè)計(jì),一是電源防雷設(shè)計(jì);二是GPS天線防雷設(shè)計(jì);三是485串口和差分脈沖信號(hào)的接口防雷設(shè)計(jì)。
4、NTP功能:系統(tǒng)提供兩個(gè)獨(dú)立10/100M網(wǎng)口,均具有NTP輸出功能,可同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)的校時(shí),訪問方式也可采用廣播方式。NTP服務(wù)器端口以及廣播方式的時(shí)間間隔均可以通過配置工具進(jìn)行設(shè)置。
5、遠(yuǎn)程配置和升級(jí):與系統(tǒng)相配套的配置工具,通過以太網(wǎng)可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程配置,包括程序更新、修改裝置網(wǎng)絡(luò)配置、在線調(diào)試、配置串口報(bào)文規(guī)約、選擇授時(shí)脈沖信號(hào)類型(IRIG-B碼、DCF77或PPS/PPM/PPH脈沖)、擴(kuò)展信號(hào)補(bǔ)償(擴(kuò)展板的位置不一樣,延遲不一樣)。每塊擴(kuò)展板都是相互獨(dú)立的,可以根據(jù)不同的需求配置不同的規(guī)約,*擺脫了傳統(tǒng)的GPS同步時(shí)鐘只發(fā)一種對(duì)時(shí)規(guī)約的束縛,增強(qiáng)了系統(tǒng)的適應(yīng)性。
6、在線監(jiān)測(cè):系統(tǒng)的運(yùn)行情況可以通過配置工具進(jìn)行遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)。GPS接收裝置通過以太網(wǎng)與配置工具相連,就可以遠(yuǎn)程查詢系統(tǒng)的時(shí)間、同步脈沖正常/丟失、同步時(shí)間源有效/無效、當(dāng)前時(shí)間源(GPS/北斗/守時(shí))、守時(shí)時(shí)長(zhǎng)、守時(shí)精度、恒溫晶振的頻率、GPS模塊狀態(tài)、以及各個(gè)擴(kuò)展板的運(yùn)行情況。
7、E1地面同步網(wǎng)接口:E1地面時(shí)間同步網(wǎng)主要是利用現(xiàn)有的2M網(wǎng)絡(luò),分別在主站和從站高阻跨接本裝置,通過以太網(wǎng)精密時(shí)間協(xié)議IEEE1588實(shí)現(xiàn)從站與主站的時(shí)鐘同步。正常情況下,系統(tǒng)輸出GPS北斗時(shí)間;當(dāng)GPS北斗失星以后,系統(tǒng)輸出地面同步網(wǎng)的時(shí)間,預(yù)計(jì)同步精度達(dá)到5us。