北斗系統(tǒng)為我國(guó)提供可靠精準(zhǔn)的授時(shí)服務(wù),保障國(guó)計(jì)民生正常運(yùn)行。授時(shí)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)時(shí)頻統(tǒng)一的重要手段,也是高精度導(dǎo)航定位、保障國(guó)計(jì)民生重要領(lǐng)域正常運(yùn)行的關(guān)鍵系統(tǒng)。
授時(shí)系統(tǒng)負(fù)責(zé)將標(biāo)準(zhǔn)時(shí)頻信號(hào)發(fā)播給用戶,用戶接收標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)后對(duì)本地時(shí)間信號(hào)進(jìn)行校準(zhǔn)。授時(shí)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)不同平臺(tái)、不同系統(tǒng)以及不同用戶終端之間時(shí)頻統(tǒng)一的重要手段。即使是高精度的守時(shí)時(shí)鐘組,也會(huì)因環(huán)境和自身老化等原因?qū)е聲r(shí)間漂移,需定期或不定期與時(shí)頻基準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行比對(duì)(如中國(guó)的國(guó)家授時(shí)中心NTSC,美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)局NIST等)。
電力、金融、電信等與國(guó)家安全和人民利益息息相關(guān)的重要領(lǐng)域?qū)r(shí)間系統(tǒng)的同步性有很高要求,采用GPS授時(shí)存在受制于人的安全隱患。隨著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)和北斗授時(shí)技術(shù)的快速發(fā)展,北斗授時(shí)產(chǎn)品逐步替代GPS產(chǎn)品。
授時(shí)技術(shù)主要包括短波授時(shí)、長(zhǎng)波授時(shí)、網(wǎng)絡(luò)授時(shí)和衛(wèi)星授時(shí)。
衛(wèi)星導(dǎo)航授時(shí)具有精度高、覆蓋范圍廣、全天時(shí)、全天候和設(shè)備成本低等優(yōu)點(diǎn),備受各類用戶青睞。長(zhǎng)波授時(shí)精度為微秒量級(jí),地波通過大地傳導(dǎo)無線電,信號(hào)穩(wěn)定,可靠性高;天波屬電離層反射,受天氣影響大,授時(shí)性較低。短波授時(shí)精度約1-3毫秒,天波波動(dòng)受天氣影響大。
低頻時(shí)碼屬于長(zhǎng)波授時(shí),其穩(wěn)定度相較長(zhǎng)波的天波較好,一般用于區(qū)域性傳輸。GPS、北斗等衛(wèi)星系統(tǒng)通過內(nèi)部時(shí)鐘,借助電磁波從太空輻射傳輸,可實(shí)現(xiàn)全球覆蓋,授時(shí)精度高、覆蓋范圍廣、使用方便。
網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)時(shí)間服務(wù)器內(nèi)置原子鐘或者高溫晶振,通過NTP、PTP等方式,也能實(shí)現(xiàn)有線網(wǎng)絡(luò)傳輸。光纖傳輸屬于特殊的網(wǎng)絡(luò)授時(shí),基于光信號(hào)的傳輸利用光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行授時(shí)傳輸,授時(shí)精度可達(dá)納秒甚至皮秒量級(jí),具有高精度、傳輸損耗低、隔絕噪聲、分布廣泛等特點(diǎn)。
北斗授時(shí)模塊的精度在不同情況下會(huì)有所差異。在全球范圍內(nèi),北斗系統(tǒng)的授時(shí)精度優(yōu)于20納秒;在亞太地區(qū),授時(shí)精度優(yōu)于10納秒。
例如,深圳市天工測(cè)控技術(shù)有限公司研發(fā)的SKG12DT授時(shí)精度達(dá)到15ns RMS,是一款高性能GNSS功能超級(jí)一體化解決方案計(jì)時(shí)模塊,具有高靈敏度、超低功耗和小體積特性。射頻信號(hào)通過天線輸入道模塊,像位置、速度和時(shí)間這些串行信息通過nmea協(xié)議或自定義協(xié)議完整的記錄下來。
另外,SKG121T高精度授時(shí)模塊更是可以達(dá)到5ns,具有工業(yè)級(jí)、超靈敏度、超低功耗和小尺寸等特點(diǎn)。將射頻信號(hào)應(yīng)用于模塊的天線輸入端,在串行接口處用NMEA協(xié)議或自定義協(xié)議給出一個(gè)完整的位置、速度和時(shí)間信息的串行數(shù)據(jù)報(bào)文。
實(shí)際應(yīng)用中,北斗授時(shí)模塊的精度可能會(huì)受到多種因素的影響,如接收信號(hào)的環(huán)境、設(shè)備性能等。如果對(duì)授時(shí)精度有較高要求,在選擇北斗授時(shí)模塊時(shí),可關(guān)注其具體的技術(shù)參數(shù)和性能指標(biāo)。