GPS對時裝置由GPS接收器和擴展部分構成，GPS接收器負責接收來自衛星上的信號，并能自動補償信號在衛星與接收器之間的傳輸延時，輸出與國際標準時間UTC保持高度同步的秒脈沖選通信號，并通過串行口輸出與1PPS脈沖前沿相對應的UTC標準時間、日期及接收器所處方位等信息。時間信息以RS485和串口兩種通信接口標準發送信息，擴展部分主要包括中心處理單元、通信接口、同步脈沖發生及輸出電路。一般GPS對時服務器有三種對時方式。

1、GPS對時服務器串口通信校時

串口通信方式是以串行數據流的方式輸出時間信息，各個自動保護裝置接收每秒1次的串行時間信息進行校時。在此種校時過程中串口發送和接收數據都采用中斷方式，雙方的中斷處理程序都將占用CPU的時間。此外延時長短還與雙方串口中斷優先級的設置有關。另外，在串行通信方式中，數據是按照一定的波特率逐位傳輸的，因此總線傳輸也將有延時。該延時長短與波特率以及傳輸的數據量均有關。

在以上影響校時精度的各個因素中，只有傳輸延時是可以準確計算的，其他的只能作大致的估計。在將以上因素綜合考慮后，可以通過給時間信息一個修正值，來保證校時的精度。

2、GPS對時服務器脈沖中斷校時

脈沖校時方式，即同步時鐘每隔一定的時間間隔輸出一個精確的同步脈沖，監控裝置在接收到同步脈沖后進行校時，消除裝置內部時鐘的走時誤差。因此，不管是秒脈沖還是分脈沖和小時脈沖，其校時原理都是一樣的。在脈沖校時方式中，導線傳輸、光耦隔離以及中斷響應和處理中斷程序都會產生延時，整個延時時間約幾十微秒，所以即使不進行數據間修正，精度也可以滿足時間誤差要求在毫秒級的裝置的需要。

3、GPS對時服務器綜合校時

若僅通過串口通信校時，由于數據在總線上的傳輸時間會達到毫秒級，所以必須進行時間修正，而修正值必須根據現場的具體情況才能確定，給使用者帶來很大的不方便。而如果僅通過脈沖校時，在不進行修正情況下，雖然精度也能基本滿足要求，但是卻不能同時提供與該脈沖相對應的日期和時間信息。

所以可以將這兩種方式結合起來使用即綜合校時。在測控保護裝置中一般都自帶有實時時鐘芯片，可以提供BCD碼形式的年、月、日、星期、時、分、秒信息。

以秒脈沖信號的上升沿作為對實時時鐘進行校時的中斷信號，同時將與上一個秒脈沖相對應的串口時間信息加上1 s作為統一時間，供監控裝置進行校時。這樣就可以避免在串行通信中由傳輸時間帶來的毫秒級延時，同時不用進行時間修正，就可以滿足時間誤差在毫秒級的裝置的要求。

變電站中, GPS對時系統是非常重要的, -般情況下對時系統需要給微機保護裝置、后臺監控系統等設備進行對時。使得整個站的設備時間一致。在變電站中給設備的對時方式有B碼對時、串口對時、脈沖對時。但在多數情況下使用的是B碼對時。

一般情況下電站會自己一套GPS對時系統，天線安裝在戶外屋頂上。當天線接通好時GPS對時裝置會啟動并準確對時。下來的就是裝置與站內的微機保護微機后臺系統主機等其它需要對時的設備對時。通常使用的是屏蔽雙絞線，也就是長說的485通訊線。一端接在GPS裝置上一端接在所要對時的設備上。通常情況下一根對時485線接3個設備左右，但有時候這也需要根據廠家的設備來決定的。微機保護等對時設備在裝置內部簡單設置一下對時就成功了。

在變電站對時裝置常用時間同步系統中，使用最為頻繁的要數全球定位系統為裝置的統一時間做基準，它通過對衛星的跟蹤對最佳衛星定位、定時等都可通過自動選擇，并且全部滿足電力系統在時間同步方面的要求。比如220kV的變電站通常來說較為重要的變電站需要配置兩臺同步鐘的本體運行，以裝備相互切換的方式實現備用，而擴展的裝置則可以輸出入脈沖碼、IRIG-B(DC時間碼)等多種類型對時編碼信號，在主控室中的對時系統將組成一面屏，如果形成變電站的分為多個小室，那么還可以用光纖連接主控室對時設備以及其他各個小室的對時設備。S

擴展單元與主時鐘、各種智能裝置之間因為位置的不同需要使用到不同的介質，如果確定為同一屏柜需要采用電纜，而在多個小室變電站中的主時鐘和擴展裝置間使用光纖，那么連接對時各種智能裝置通常會采用雙絞線。比如變電站常用我司自主生產的SYN4505A GPS時間同步裝置，SYN4505A型時鐘同步系統內裝高精度恒溫晶振(可選鎖相模塊或者銣原子鐘)，接收GPS(全球定位系統)、北斗二代衛星信號和遠地傳送來的IRIG-B碼信號獲得時間信息，可根據客戶對同步時鐘系統的不同需求，選擇相應的功能的板卡，同步產生IRIG-B碼信號、秒脈沖、分脈沖、時脈沖、串口時間信息信號、網絡授時接口(PTP,NTP/SNTP等)及各種報警信息，系統對各種配置信息進行自動保存，是建立時間尺度、實現標準時鐘系統的實用時間同步裝置。

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審核編輯：湯梓紅