第一篇：基于 GPS 的時間和頻率解決方案

基于 GPS 的時間和頻率解決方案

全球定位系統（GPS）星群由24顆或更多人造衛星組成，它們分別位于6個軌道平面內，高度大約是12550英里。這些人造衛星通過星載的原子鐘進行同步，不斷地以L波段上的兩個頻率來傳送測距信號、它們當前的時間以及軌道動態，這兩個頻率分別被稱為L1（1575.42MHz）和L2（1227.6MHz）。民用GPS通常只使用L1波段，而勘測與軍事用途則需要同時使用L1和L2波段。

GPS星群的設計要保證在任何給定時間、在地球上的任何位置都至少能夠看到4顆人造衛星。使用4顆GPS人造衛星的測距和傳送的人造衛星軌道信息，GPS接收器就能夠準確地求出位置和時間。這是借助于數學手段，通過求出以4個或更多的人造衛星為中心的4個或更多球體的交點而完成的。

通過GPS位置解算可以得到當前的緯度、經度和高度，誤差在5m以內（僅使用L1波段），而定時則精確到10ns以內。如果GPS接收器的位置固定，就可以將位置解固定，并采用距離測量來進一步提高時間解的精度。同樣，位置固定的接收器只要能看到一顆人造衛星就能夠得到時間解，這種情況可能出現在接收器的天空視野被部分遮擋的時候。GPS系統同步到其自身的時間標度——GPS時間，由美國海軍天文臺（USNO）提供。USNO運營著兩臺主時鐘設備來為GPS系統提供準確的時間，其中一臺在美國華盛頓特區（USNO），而另一臺則在美國科羅拉多溫泉（Colorado Springs）縣（AMC）。GPS時間也與協調世界時間（UTC）保持同步，后者是國際時間標準。但是與UTC不同的是，UTC使用閏秒來加以修正以補償地球自轉的變化，而GPS時間則是一種連續的時間標度，無須上述修正。GPS時間標度中沒有時間跳躍，這一點簡化了GPS接收器中連續的時間和位置求解。在1980年，UTC和GPS時間是對準的。但自此之后，UTC就通過增加閏秒來進行周期性的修正，所以GPS時間現在要比UTC時間超前15s。GPS人造衛星的數據廣播中包含了UTC修正參數以及對未來的閏秒的預告。這就使得GPS接收器能夠根據GPS時間來計算UTC時間。

GPS接收器以標準格式輸出人造衛星的信息和時間/位置解。NMEA0183或NMEA2000規范對最常見的格式進行了定義。這些規范所定義的語句包括了可見人造衛星、人造衛星信號強度、GPS或UTC時間解和位置解。制造商可能也會定義語句，以便用定制的格式來輸出數據或者提供對自家GPS接收器特殊功能的訪問。

基于GPS的定時與同步解決方案既可作為一種時間源或時間參考，也可以作為一種簡單的時間比對方法。過去，高端機架安裝系統通常都基于銣時鐘技術，它能夠在長達數周時間內與主參考時鐘精度維持極其嚴格的長時間穩定特性，是這個領域的一種標準供應品。當然，高端技術的價格也會很高。不難想到，一個這種類型的機架安裝單元可能就需要花費數千至數萬美元。

不過，目前，得益于元件設計、制造技術的進步和不斷變化的規格要求，基于GPS的時間和同步解決方案已經在各類不同技術領域的許多不同應用中變得非常普及。有簡單的GPS定時接收器，小批量價格在75美元以內；也有更為復雜的基于GPS的設備，具有極佳的相位噪聲和保持特性，價格在每臺500美元以下，基于GPS的定時和同步已經可提供給任何應用使用。這個過程是對GPS接收器的定時要求進行優化而開始的。GPS定時輸出信號，或1pps（脈沖/秒），根據實現的不同，其精度通常可達納秒或毫秒，是對人造衛星所提供GPS時間的一種直接反映。某些GPS定時接收器也能夠從PPS中產生出準確的頻率輸出。

相位準確的時間是GPS解決方案不可缺少的組成部分。GPS定時接收器可以通過求解位置和時間的三角等式，從而將位置確定到1m以內，將時間確定到納秒級。通過連續求解GPS等式，就能夠在本地（在接收器處）對GPS時間標度進行重建。過程噪聲事件——與GPS時間標度的偏差，表現為相位（時間）誤差。因為接收器的本地時鐘同步到GPS時間標度，所以接收器能夠產生精確的每秒1個脈沖的1pps輸出，它與GPS時間標度之間的誤差只有數納秒。

保持在接收不到GPS信號的時間段內，接收器會進入保持模式，它將根據最后一次GPS時間和時鐘漂移解及本地時鐘的穩定性來生成定時輸出。通過存儲最后一次已知是正確的時間和時鐘漂移解，1pps和頻率輸出的穩定性就只取決于本地振蕩器的穩定性。

對于嚴格的保持要求而言，接收器的溫度控制振蕩器（TCXO）可以更換為具有所需穩定性的恒溫振蕩器（OCXO）。一旦從保持模式恢復正常，1pps和頻率輸出就恢復為GPS的計算解。高級GPSDO解決方案隨著對規格更為敏感的應用需求在市場上變得越來越重要，更精確、成本更低的基于GPS的定時和頻率設備就變得越來越多。在標準GPS定時接收器的基礎上，更為復雜的GPSDO（GPS鎖定晶體振蕩器）增加了鎖相環電路和穩定性更高的振蕩器，以提高設備的相位和保持性能。

這些設備具有許多不同的尺寸和形狀因子，既有帶通孔引腳以便在PCB安裝的單元，也有已包裝好、帶有標準接頭以便于集成的單元。GPSDO的價格通常在200～1000美元的范圍內，取決于其外形和特性。

現在，我們得到了高精度的時間和頻率信息，而成本只是此前的一小部分。用戶不再必須購買昂貴而復雜的機架安裝系統，因為精心設計的帶有PPS和頻率輸出的GPS接收器能更好地滿足他們的需求。在選擇GPS定時/頻率解決方案時，應該參照下面這些簡單的準則： 1.確認你的GPSDO解決方案供應商完全支持設備的GPS接收器部分。如果供應商的解決方案中的GPS接收器部分是從其他公司獲得的，那么它就很有可能并不具備為其客戶提供正確支持所必需的GPS經驗。2.確認你的GPSDO解決方案供應商設計并開發了在其設備中所使用的振蕩器。同樣，如果它沒有特定的振蕩器經驗，可能就無法為客戶的技術需求提供直接支持。3.確認你的GPSDO供應商在提供這些類型的基于GPS的定時和頻率解決方案方面擁有較長的從業歷史。將這些設備的元件整合到單個設計中并不是一項簡單的事情。復雜的濾波和GPS固件設計是產品中不可缺少的部分?？偸怯行┟桓睂嵉墓?，它們只是拋出自己的解決方案和任何可用的部件，而沒有全面理解自己的產品或者將會整合這些產品的應用。4.確認你的GPSDO供應商熟悉你的應用的特性。在購買任何GPSDO設備之前，先與供應商討論一下你的應用。通過簡單的技術交談，你就能夠知道供應商是否能夠為你的需求提供正確的支持。

5.確認自己確切地了解應用的定時和/或頻率控制的技術需求。你對性能要求表達地越清楚，你就越有機會獲得能完美地適用于你的應用的GPS解決方案。公司往往都會對自己的需求提出過高的要求，結果就會購買昂貴的系統，超出了自己的實際需求。

第二篇：森林護林員GPS巡檢解決方案

一：項目背景

森林是全球生態系統的重要組成部分，由于氣候變暖和人為原因，森林火災的發生頻率逐年增高，在中國，森林資源相對匱乏，而頻繁發生的森林火災除了造成巨大經濟損失和人員傷亡，更對我國林業生態環境和林業產業經濟構成嚴重影響。分析森林火災的成因，既有人為因素，還有雷擊、自燃等非人為因素，在加強管理的同時，也應加大巡檢力度，以防止突發事件的發生。由于山區路途較遠，往往出現巡檢不到位的情況。

護林員GPS巡檢管理系統是為林業護林部門提供對防火、防盜、防蟲災的林業巡檢管理系統，通過GPS全球定位技術，和GIS地理信息實現對森林護林員防火、防盜、防蟲災工作進行嚴格規范化的管理，能通過GPS衛星定位手機自動或手動上報信息，并支持拍照、錄像，能及時向管理中心反饋巡檢過程中發現的各種事件，并標明準確的經度緯度，在發生危及森林管護人員人身及生命安全的突發事件時，能一鍵報警發送緊急求救信號，標明準確的經緯度，給營救人員提供準確的地理位置。并且能完成林業局自行定義巡檢地區、巡檢路線、巡檢時間、巡檢人員、排班計劃、網絡查詢、遠程管理及異地傳輸等強大的功能，使用簡單方便，無需要任何操作也能完成護林巡檢工作。

二、系統介紹

1、系統設計目的

? 增強安全防范管理的科學化手段，技術實現具有先進性； ? 實現對現場巡檢人員實時監控，達到集中管理的目的； ? 解決現場突發事件的應急處理實現對現場人員緊急調動； ? 實現巡檢軌跡與巡檢數據全部上傳，提供軌跡回放與數據查詢；

2、系統設計原則

? 可靠性：系統可保證長期安全地運行。

? 安全性：系統具有必要的安全保護和保密措施，有很強的應對計算機犯罪和病毒的防范能力，支持多用戶分級管理的要求；

? 容錯性：系統具有較高的容錯能力，有較強的抗干擾性。對各類用戶的誤操作應有提示或自動消除的能力；

? 可擴充性：系統的硬軟件具有擴充升級的余地，不可因硬軟件擴充、升級或改型而使原有系統失去作用；

? 實用性：注重采用成熟而實用的技術，使系統滿足用戶業務需求； ? 先進性：采用國際先進的5代GPS定位模塊，跟蹤國內外最先進的計算機硬軟件技術、信息技術及網絡通信技術，使系統具有較高的性能指標； ? 易操作性：貫徹面向最終用戶的原則，建立友好的用戶界面，使用戶操作簡單直觀，易于學習掌握；

3、巡檢流程

巡檢人員隨身攜帶GPS專業巡檢器，在規定線路上巡檢，巡檢器將實時接收衛星發出的經度、緯度、時間等信息，同時將巡檢的軌跡信息通過GPRS實時上傳至管理中心（接收信號與上傳數據的規則可以設置，如每隔一分鐘定位一次或每行走100米定位一次）。經過考勤點，巡檢器會有聲音提示記錄考勤成功。如果遇到特殊情況，如濫砍亂伐、火災等突發情況可拍照立刻回傳到管理中心；同時具有手機功能，可一鍵撥打緊急電話，聯系管理中心。管理中心人員可在軟件中查看當天巡檢的人數，地圖界面實時更新，顯示最后一次上傳數據的時間和地點。

4、手持終端基本功能

林業防護人員GPS移動巡護管理系統兼容性非常強，巡檢器與林業GPS巡護系統結合使用，GPS衛星定位精度在10m以內。

1、全自動模式巡檢，巡檢過程無需人為管理

2、自動獲取巡檢任務及相關數據

3、無信號時可正常巡工作，數據不會丟失，信號正常后數據自動上傳，無需管理

4、自動獲取衛星信號，并采集、記錄、上傳位置坐標

5、以拍照、錄像、文字等方式記錄巡山護林過程中發生的異常情況（樹木被砍伐，可疑動物出入、火災易發區等）

6、自動記錄巡檢過程（巡檢時間、人員、軌跡、區域）

7、緊急情況分類別一鍵發送

8、隨時在電子地圖上查看管護區域情況及當前位置

5、管理平臺功能介紹

1、無需安裝查詢端，在手機、平板、電腦上都可直接登錄查看管理

2、人員信息管理

3、分級別管理權限

4、護林員管護區域管理

5、巡檢任務分配

6、林區分布圖導入

7、實時接收報警信號

8、區域劃分，工作時間離開巡護范圍報警通知

9、火災多發區、水源區域、重點巡檢區域等信息標注

10、在電子地圖上實時監控護林員當前位置及軌跡跟蹤

11、歷史軌跡動態回放

13、查看巡檢現場情況、指揮并對事件進行處理，留檔保存，方便后期調閱。

14、自動分析、統計巡檢數據

15、自動考核巡檢工作，并生成各種考核報表，支持導出、打印。

16、發送內部通知公司

6、GPS專業巡檢手持機功能特點

? 采用GPS衛星定位技術，GPS導航：內置GPS，支持A-GPS，全天侯，自動接收衛星定位信息。自動衛星定位，記錄時間信息，并進行軌跡記錄及回傳； ? 實時顯示當前的經度、緯度、時間、信號強度、電池狀態；

? 具有通話、拍照、發送圖片、報警等功能，多媒體信息采集功能（拍照、錄像、文字），自動記錄位置坐標（GPS定位）并實時上報；

巡更數據采集、記錄、實時位置、圖像視頻回傳、軌跡記錄等功能； 緊急情況分類別一鍵報警（如火災報警、蟲災報警等）； ? 安卓2.0以上操作系統；

? 采用 500 萬像素 AF 拍照，可將現場圖片上傳至管理中心 ； ? 防塵防水等級 IP68，可承受2.0米高度跌落到地面的沖擊，確保在各種惡劣環境下的工作。

? 數據自動實時回傳，無需操作，方便普通護人員使用； ? 自動記錄在其管護區域內的巡護里程統計功能；

? 手持端無信號時可正常完成巡護工作，數據自動緩存，檢測到信號時數據自動上報，無需要人為管理，即使在惡劣條件環境也可以保證數據的完整性； ? 隨時在電子地圖上查看自己的當前位置； ? 隨時查看管理員發布的內部通知公告； ? 巡更器操作中文語音播報，方便巡邏人員使用。

? 防退出功能：退出系統需要輸入授權密碼，防止工作人員無意或故意退出系統，不正常工作。

? GPS定位、射頻識別技術以及無線傳輸技術相結合； ? 監控容量大，擴容方便，系統兼容性好的特點； ? 可實時掌握巡邏人員的工作狀態及所在巡檢線路； ? 位置信息準確，數據傳送及時；

? 采用語音通話功能，可將現場緊急情況上報管理中心； ? wi-fi數據傳輸模式，傳輸速度快；

? 可將現場情況及圖片信息編輯處理后上傳管理中心；

第三篇：汽車租賃行業GPS解決方案

汽車租賃行業GPS系統解決方案

汽車租賃業被稱為“朝陽產業”，它因為無須辦理保險、無須年檢維修、車型可隨意更換等優點，以租車代替買車來控制企業成本，這種管理方式，日益受到廣大用戶的青睞。隨著人們生活愿景及工作方式的變化，越來越多的家庭、個人不再需要長期擁有車輛，而是選擇招之即來的用車方式。用戶認為，租賃汽車不僅可以節省大筆投資，不必支付諸如養路費、保險費和維修費，承擔汽車折損等費用外，甚至都不需要購置車庫、停車位。而汽車租賃行業也正是在此需求日益增高的時候，得到迅猛發展。

然而，汽車租賃畢竟是一個新興行業，市場雖有需求，但由于缺乏有效的管理，它在產生利潤的同時也連帶著風險。車輛被盜、騙租、汽租理賠風險高等諸多問題越來越嚴峻地擺在了汽租經營者的面前。

XXXX打造的汽租行業解決方案，將真正意義上實現汽租車輛的安全保障。隨著移動通信技術以及GPS定位技術的發展使得建立這樣的系統變成可能。通過對車輛的實時定位追蹤，隨時掌握車輛的實際位置和運動趨勢，必要時采取斷油鎖車，當一個GPS被惡意剪線或者拆除時，此時隱蔽安裝的超長待機可以激活，傳出位置信息，可以最大限度地減少車輛拒絕還款的損失。運用XX汽車租賃GPS監控管理系統，可以滿足客戶需要隨時隨地掌控車輛動態的需求，可以對GPS車載設備全方位實現安全保障，可以向汽車租賃企業提供車輛管理、財務管理等各項報表統計服務，提升客戶市場競爭力，真正做到讓客戶安心，放心。

XX GPS汽車租賃系統功能：

1.手機查車：隨著越來越多的客戶希望隨時隨地便能查看到租賃車輛的狀態信息，XX推出手機查車功能，只要您的手機支持Android系統或是Iphone系統，下載我們的手機APP軟件，您便可以輕松掌握車輛的位置信息。實時位置信息查詢：

2.實時監控：XX汽車租賃GPS監控管理系統實行全天候24小時的定位監控，為客戶實時掌握追蹤車輛的各種信息。當監控車輛發生異常情況，系統將會進行報警聯動和相應的應急處理，同時，XX監控中心的呼叫中心專業座席服務人員將會及時將信息通知到客戶，提醒客戶注意，從而為客戶打造最結實的安全網絡。3.GPS雙重保障：汽租行業騙租、盜車事件的頻繁發生，有很多源于GPS設備被惡意破壞，導致追蹤不到車輛信息。結合這一現狀，XX汽設計了一款更為安全的GPS終端輔助設備，該設備體積小、拆除報警、安裝隱蔽（強磁磁鐵）、防屏蔽、防探測，能最大程度降低GPS終端被破壞的風險，為客戶解決一切后顧之憂。

系統基本功能

XX汽車租賃GPS監控管理系統除具備以上特色優勢之外，也具備GPS監控的各種基本功能：

●實時定位

主機接收GPS衛星信號，得到車輛實時經度、緯度、速度、方向等數據信息，定時向系統平臺與中心發送數據信息，從而在用戶監管中心和手機APP上隨時掌握車輛動態。

●定時上傳數據

通過用戶監管中心下發“定時間隔”指令，使主機按“定時間隔”中的時間上傳車輛狀態

等數據。

●盲區補傳

設備進入盲區，上傳數據失敗。會智能觸發每5小時一次尋找離開盲區時間，并上傳定位數據。離開盲區，成功上傳后，設備智能恢復原工作狀態。

●智能追車

當有線的GPS設備被惡意拆除時，啟動隱藏安裝的無線設備，開啟智能省電功能的本產品，找車時長可延長至7天或以上。

●越界報警

當行駛車輛超出所設定的行駛范圍或者行駛路線時，系統報警窗口顯示該車越出行駛界限提示，監控中心立即向客戶匯報情況。

●超速報警

監管中心可對車輛設置速度門限，當行駛速度超出限值達到規定時間時，設備自動向監管中心報警。

●斷電報警

由于人為或非人為原因給車載設備斷電后，車載設備自動啟用備用電池供電，并向系統平臺與中心發出斷電報警。相關人員，可通過監管中心處理斷電報警。

●切斷油路

監管中心可下發“關閉油路”指令，使油路關閉，車輛停止行駛，并只能由監管中心控制油路開啟（汽車在高速行駛時，關閉油路可能會出現危險）。

●里程統計 不需增加額外的傳感器，能夠對車輛行駛的里程數進行統計。

●報表生成

車輛位置、里程、速度、啟動、行駛報表、故障報表、上下線情況等報表查詢與導出。

●電瓶低壓報警

當汽車運行時的電壓低于監管中心對主機設置的工作電壓時，車載設備自動向監管中心報警。

●脫落報警（光感）

當設備脫離施工時的固定位置，設備檢測到由暗到亮，即上傳該報警狀態。

●全天記錄

實時全球衛星定位監控并存儲車輛行駛信息，采用動、靜態數據庫，為用戶提供軌跡回放、輸出各類報表；如進入通訊盲區或通訊中斷，自動存儲數據，在恢復通訊后，向監控中心發回車輛數據。

●對短時間內不返數據車輛的及時通知與監管 一般車輛在30-60分鐘左右不返數據，監控中心將會立即通知相關人員，查看原因，并做好記錄。每天再進行一次全面復查，查詢監控車輛是否恢復正常監控，并做好更新記錄。

●對庫存車輛歷史行駛數據的統計與回訪

系統具有月和年數據信息存儲功能，適于用戶系統調擁、查詢、調用任一時間段某車輛行駛數據進行軌跡回放。

●對汽租車輛在租車過程中出現異常的協助與監管

外租車輛有時會出現租金拖欠不交、騙車，調車行駛中找不到目的地、長時間不能監控聯系不到租車人等情況，監控中心將通過各種渠道，如：斷油、斷電、跟蹤追車、搜索某時間段的停車點、指路、違章的相關查詢等幫助汽車租賃公司追蹤到車輛。產品展示

第四篇：銀行按揭車輛 GPS解決方案

銀行按揭車輛 GPS解決方案

為了拉動內需，促進消費，隨著“直客式”汽車消費信貸和汽車租賃業務的全面推廣，汽車消費競爭日趨激烈，購車（或租車）者只需支付小額首期車價（或押金），就完全取得車輛的“所有權”，之后是否按期還貸（還車），只能聽天由命，從而加大了銀行、保險、汽車銷售、汽車租賃公司的經營風險。全隱蔽安裝的新科技GPS產品，經營者可隨時掌握車輛的實時位置和狀態，并可設定范圍限制，一旦出區自動向中心報告，信貸消費車輛（或租賃車）不再是“放飛的小鳥”，讓您不再擔心被惡意騙貸，從而降低經營風險和增加行業競爭力。銀監會近日發出通知，將汽車消費貸款作為近期專項檢查的一項重點鋪開，這使得車貸風險成

為近期金融業關注的熱點話題?！霸谏鐣庞脝栴}沒有徹底解決的時候，利用高科技手段降低車貸風險不失為一種選擇?！?/p>

一、控制風險；防止車貸借款人連人帶車逃廢銀行債務。

二、減少賴賬；如果借款人賴賬不還，車主斷供貸款而銀行經催收無效后，GPS的監控中心就可通過系統技術將被監控的車輛斷油斷電，使車輛無法開動。

三、遏制轉賣；如果借款人將車轉手賣掉，銀行和汽車按揭機構還可以輕易找到車輛，由此降低車貸被逃廢債務的風險。

四、防止拆卸；車主如果自行把GPS拆掉，系統還會自動報警。

五、增加保障；銀行和汽車按揭機構都會硬性要求車主必須購買車身險，如果被投保的車輛安裝了GPS，就等于給車輛多上了一道安全鎖，車輛在被盜、被搶、被劫或出現其它險情時將可第一時間獲知，在一定程度上也有助于保險公司降低風險。

第五篇：使用全球定位系統的時間和頻率測量（最終版）

使用全球定位系統的時間和頻率測量

邁克爾A.Lombardi，麗莎。納爾遜，安得烈，諾維克，張勝利S.美國國家標準與技術研究院的時間和頻率劃分

這篇文章介紹了全球定位系統（GPS）衛星信號是被用來進行時間和頻率的計量的。文章討論了GPS接收器能怎樣為頻率校準和實間同步提供一個參考信號。它也解釋了利用了幾種類型的GPS信號測量時間和頻率。這些包括單向或直接接收測量，單和多通道共視的測量，和載波相位測量。討論了ＧＰＳ信號可以提供國家的可追溯性和國際標準得可追溯性。介紹ＧＰＳ

GPS，眾所周知的一種全球定位工具，也已經成為發布時間和頻率的主要系統。GPS接收機是電信網絡、校準和測試實驗室中的固定裝置。它們使時鐘同步、校準和在任何設施中控制振蕩器即可以用ＧＰＳ衛星視線安置一個室外天線接收裝置。

ＧＰＳ衛星是被美國國防部（美國國防部）來控制和操作的。星座包括至少２４個衛星軌道在地球20200公里的高度在6個固定的飛機傾向于從赤道55°。軌道周期是11小時58分鐘,這意味著一個衛星繞地球飛行每天兩次。通過處理從衛星收到信號,GPS接收器可以確定其位置GPS衛星廣播兩個載波頻率: 在1575.42 MHz L1,L2為1227.6 MHz。每顆衛星廣播擴展頻譜波形,稱為偽隨機噪聲在L1和L2(打印)代碼,并且每個衛星它是由打印標識代碼傳送。有兩個類型的打印代碼。第一個類是一個粗糙的收購(C / A)代碼與芯片的1023芯片每毫秒。第二種類型是一個精密芯片的速(P)的代碼10230芯片每毫秒。C / A碼是廣播在L1,廣播L1和L2 P代碼。GPS接收視線,這意味著天空的天線必須有一個明確的觀點。如果一個晴朗的天空視圖是可用的,可以收到近的信號地球上的任何地方每個衛星攜帶銣和銫振蕩器,或兩者的結合。車載的振蕩器為載體和提供參考代碼廣播。他們帶領USDOD地面站和引用協調世界時(UTC)由美國海軍維護天文臺(USNO)。經雙方協議UTC(USNO)維護和UTC(NIST)在100 ns,這兩個時間尺度之間的頻率偏移是< 1 x 10-13年

GPS接收設備有幾種類型的GPS接收器使用和頻率計量。成本、大小和設計的從模型的GPS定時接收機有著顯著的不同模型,但大多數都有個共同的特性。大多數接收器使用C /代碼L1頻率播出作為他們的時間和頻率參考。最能同時從8到12衛星追蹤,可以提供時間和頻率信號來自一個平均的衛星視圖。大多數提供time-ofday和日期信息在計算機可讀的格式,通過rs11彼此。由于頻率漂移和老齡化問題,這個需求不可能會見石英振蕩器,和困難會見銣振蕩器,因為他們需要定期調整。銫振蕩器將很容易滿足要求,但他們的高成本使它不切實際的購買多個單位。很容易看到GPSDO電信是一個很好的解決方案網絡問題。兩個其他類型的GPS接收器用于越多本文中描述的專業測量。Common-view GPS接收器實際上是集成結合標準GPS定時接收機的系統測量硬件和軟件。這種硬件和軟件使系統測量個人衛星和存儲結果,這樣他們就可以稍后處理。Carrier-phase GPS接收器是大地的設計和測量應用。通常更昂貴的比傳統的時間和頻率接收器,他們跟蹤和衡量L1和L2載波頻率。他們的潛力定位性能特殊,L1航空公司只是19厘米波長和定位的不確定性通常是用厘米來衡量甚至毫米。當用于時間和頻率測量,收集的數據必須存儲可以稍后處理。GPS天線使用大部分的接收器這里描述很小,通常直徑< 100毫米。他們通常有內置放大器驅動天線電纜,用于獲得多天線導航。使用高增益天線可以使用長天線電纜,只要100一些實例。與GPS接收器用于導航,時間和頻率接收器是坐落在一個房間或實驗室和一個很長的天線電纜通常是必要的。GPS測量技術所隱含的不同類型的接收器在最后一節中,有幾種不同類型的GPS時間頻率計量學測量中使用。這些測量可分為三個將軍類別:單向、common-view carrier-phase。大多數的GPS測量校準和測試實驗室單向測量。單向的測量很容易和他們不確定性是小到足以滿足要求幾乎所有的校準或測試實驗室。Commonview和carrier-phase測量需要更多的努力,包括測量數據的后期處理。為這個原因,他們通常留給國際比較計量實驗室的時候測量不確定性必須盡可能小。表1比較了GPS測量技術。表1。典型的GPS測量技術的不確定性技術時間頻率不確定性不確定性24小時、2σ24 h,2σ

單向< 20 ns < 2 x 10 – 13 單通道10 ns≈≈1 x 10-13年Common-View多渠道< 5 ns < 5×1015Common-view單向GPS測量單向GPS技術使用的信號從GPS接收機作為標定參考。的GPS信號實時使用,沒有后期處理測量結果是必需的。的目的測量通常是同步定時脈沖,或校準頻率源。在接收機用于測量之前,它必須完信號采集過程。的一部分收購過程包括測量天線的位置。與GPS導航接收器計算位置修正而移動速度(通常更快位置修正每秒),GPS時間和頻率接收器通常不會移動,不需要調查完成后計算位置修正一次。

因此,時間和頻率接收器通常存儲單一位置固定,使用同樣的位置上。許多接收器時自動啟動調查他們正在打開。在這個過程結束的時候,前面面板指示器告訴操作員,接收者是準備好了 使用。一旦完成信號采集,輸出從接收機連接到測量信號系統。時間同步測量,1 pps信號從接收方通常是作為一個輸入時間間隔計數器。頻率測量的例如,頻率輸出(10 MHz)GPSDO作為一個相位比較器的輸入,或用作嗎外部時基頻率計數器。單向性能自帶領GPS衛星傳輸信號同意UTC,長期GPS精度接收方一直都是優秀的。的性能C /代碼接收器成為更好的5月2日,2000年(51666年MJD)當USDOD集選擇性的可用性(SA)為零。SA是一個USDOD指令,可用于有意引入GPS信號減少噪音它的定位和定時精度。圖1是一個階段情節顯示典型的GPS接收器,數據記錄在立即SA將之前和之后零。圖1所示。相圖顯示之前和GPS性能 在SA被設置為0。

10分鐘的數據點如圖1所示 通過比較平均接收的信號 pps典型的GPS定時接收機的輸出

UTC(NIST)使用時間間隔計數器。圖2顯示了 15天內立即收到階段

2000年5月2日。在此期間,收到peak-topeak變化階段數據< 50 ns。相圖表明,GPS廣播aretightly控制,自振幅相位測量一天比一天相似。這導致優秀的準確性和穩定性時平均1天或更長時間的使用。然而,信號的相位噪聲限制短期穩定,艾倫偏差所示(σy(τ))圖(圖3)。

圖2。GPS接收器和UTC(NIST)在SA后15天時間間隔設置為0。圖3。頻率穩定度(Allan偏差)的GPS接收機在SA被設置為0 圖3顯示的穩定性接收機是near1 x 10-1天,相位噪聲持續平均下來直到穩定性達到十14部分。雖然不是如圖3所示,這個接收器的相位噪聲限制了短期穩定在1 s 10 9部分。如果你選擇

發布頻率從GPSDO獲得,或使用它作為參考測量系統,確保其短期穩定滿足您的需求。雖然GPSDOs可以校準幾乎任何頻率標準測量段1天或更長時間,他們通常不適合測量振蕩器穩定< 1000年代的平均時間。

與單向GPS建立可追溯性可追溯性的定義告訴我們,可追蹤的 測量需要一個“完整的鏈

比較所有規定的不確定性。“這鏈通常來源于與國際或國家標準。[1]為了顯示跟蹤通過GPS,NIST的鏈必須擴展從GPS測量NIST。我們提供兩個例子(表2和圖3)如何記錄追溯鏈。兩個鏈顯示追溯回UTC(NIST),和回到國際單位制(SI)由局國際des重量等維護措施(BIPM)。記住,每一個環節的追溯鏈涉及比較引用和被測設備或信號。鏈接的不確定性A、B和C非常小,幾乎沒有對大多數測量結果。

然而,他們必須記錄在建立追溯鏈。鏈接的不確定性A和B可以計算從BIPM Circular-T,發表雙月刊,并可在www.bipm.fr /金星/ 5 _scientific / c_time / time.html 另一個網站建立鏈接可以找到 在NIST的時間和頻率劃分的網站: www.boulder.nist.gov timefreq /酒吧/公告/ nistusno.htm 從公布的數據可以建立鏈接C USNO:tycho.usno.navy.mil / gps_datafiles.html鏈接D的不確定性是依賴于接收器的。不 所有的GPS接收器都是平等的,一些模型介紹了比其他人更多的不確定性。兩個因素,導致收機性能的質量接收機的本地振蕩器和軟件的質量從衛星獲得的算法處理數據。建立鏈接D需要陳述的不確定性規范時,接收者將達到或超過正常運營。制造商的規范是一個