[发明专利]GPS授时系统及其获得精确时间基准的方法

摘要

一种GPS授时系统，包括GPS天线、GPS接收器、晶体振荡器、计数器、1PPS产生器、CPU控制器、授时输出模块，GPS天线连接GPS接收器的输入端，而GPS接收器的第Ⅰ输出端连接到计数器的输入端，计数器的第Ⅰ输出端连接到1PPS产生器的输入端，由1PPS产生器通过授时输出模块完成精确时间输出。本发明所涉及的GPS授时系统，不依赖卫星信号的时间，只是参考卫星信号的时间，依靠晶体振荡器产生时钟信号，通过边沿比较器比较和通过调整器不断修正和缩小与卫星信号的标准时间之间的偏差，最终得到精确的时间基准，同时该系统配置的温度传感器还能克服温度对时钟基准的影响。

主权项

一种通过GPS授时系统获得精确时间基准的方法，使用GPS授时系统，该GPS授时系统包括GPS天线、GPS接收器、晶体振荡器、计数器、1PPS产生器、CPU控制器、授时输出模块，GPS天线连接GPS接收器的输入端，而GPS接收器的第Ⅰ输出端连接到计数器的输入端，计数器的第Ⅰ输出端连接到1PPS产生器的输入端，由1PPS产生器通过授时输出模块完成精确时间输出，其特征在于，其中GPS接收器的第Ⅱ输出端连接到边沿比较器的输入端，1PPS产生器的第Ⅱ输出端连接到边沿比较器，而边沿比较器的输出端连接到调整器的输入端，而计数器的第Ⅱ输出端连接到调整器的输入端；调整器的输出端连接到CPU控制器的输入端，而计数器的第Ⅲ输出端连接到CPU控制器的输入端；而CPU控制器的第Ⅰ输出端连接到授时输出模块，而CPU控制器的第Ⅱ输出端连接到1PPS产生器的输入端；首先，1PPS产生器通过晶体振荡器的时钟信号产生1PPS信号，与GPS接收器的参考信号同时输入到边沿比较器，进行边沿比较，计算出时间偏差，输入到调整器，调整器根据偏差数据计算出调整参数输入到1PPS产生器，使得1PPS产生器输出与参考信号之间的时间偏差变小；然后，重复上面的过程，最终使得1PPS产生器的输出与GPS参考信号之间的偏差保持在200ns内，实现与参考信号之间的同步；接下来，动态跟踪偏差数据，记录并通过算法计算调整参数，使得偏差值在允许范围内最终符合正态分布，偏差值符合正态分布的1PPS输出信号是理论的绝对准确时间。