远动终端设备GPS校时功能的实现
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远动终端设备GPS校时功能的实现
作者：田宏伟 刘雪兰
来源：《电子技术与软件工程》2013年第23期
摘 要：远动终端设备等电气设备对于时间精度的要求逐步提高，某些功能如事件顺序记录要求达到毫秒级别，而时钟芯片仅能达到秒级别的精度，因此提出一种基于GPS对远动终端设备进行校时的方法。以GPS基本输出信号为基础，使用综合校时的方式实现满足远动终端设备要求的时间精度，给出了关键部分的硬件示意以及软件实现方法。
【关键词】远动终端设备 RTU GPS 校时
电力自动化设备对时间精度要求随着技术的进步和需求的提高而不断提高，电力监控系统、远动终端设备、谐波分析系统、微机装置等设备采用的时钟芯片基本能达到自身的时间精度要求，但目前这些设备中的时钟大多采用设备独立时钟，不同时钟之间的性能差异造成设备间时间精度的偏差，从而使得整个系统不能在同一时间基础上进行数据比较、事件顺序记录查询和故障分析，因此给故障原因的查找带来很大的困难。
远动终端设备（Remote Terminal Unit，RTU）传统的时间同步方法是采用远程GPRS校时的方式，由于GPRS存在延迟，因此不能保证时间的同步性。GPS校时系统具有校时精度高、范围广、可靠性高和全天候应用的特点，因此采用GPS校时系统正逐步应用于远动终端设备等电力设备中，一些设备正在修订的标准也将GPS校时功能从选配功能修改为基本功能。 1 GPS系统
1.1 GPS简介
GPS（Global Positioning System，全球定位系统）是上世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的以卫星为基础的无线电导航定位系统，能为用户提供精密的三维坐标、速度和时间，广泛应用于导航定位、测绘定位、精密定时和时间同步等领域。
GPS由地面控制部分、空间部分和用户装置部分三部分构成，地面控制部分、空间部分和用户装置部分，用户装置部分主要由GPS接收机和卫星天线组成，主要对接收到的数据进行计算当前的三维坐标和速度等。
1.2 GPS时间同步的原理
GPS系统的24颗卫星以约12小时的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。地面上的接收机就可以根据自己的时钟和接收到的导航电文计算出接收机所在的位置和GPS时间。