高精度自動(dòng)校時(shí)鐘在中波轉(zhuǎn)播臺(tái)中的應(yīng)用

　　摘要：本文介紹的高精度自動(dòng)校時(shí)鐘主要用于時(shí)間的校準(zhǔn)，并著重介紹了GPS系統(tǒng)和衛(wèi)星時(shí)鐘系統(tǒng)。

　　關(guān)鍵字：高精度自動(dòng)校時(shí)鐘;GPS系統(tǒng);衛(wèi)星時(shí)鐘系統(tǒng)引言

　　時(shí)間，在我們的生活之中，無時(shí)無刻不顯示出它的作用。時(shí)間的準(zhǔn)確性則是一個(gè)關(guān)乎國計(jì)民生的重大問題，而中波轉(zhuǎn)播臺(tái)則對時(shí)間的準(zhǔn)確性有著特殊的要求。隨著中波轉(zhuǎn)播臺(tái)走向數(shù)字化、自動(dòng)化，時(shí)間的準(zhǔn)確性對中波轉(zhuǎn)播臺(tái)自動(dòng)控制系統(tǒng)的影響也越來越大。隨著科技的進(jìn)步，越來越多的新技術(shù)應(yīng)用于中波轉(zhuǎn)播臺(tái)。而采用GPS技術(shù)的高精度自動(dòng)校時(shí)鐘則通過接收并解調(diào)出全球定位系統(tǒng)(GPS)的基準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)，校準(zhǔn)并使中波轉(zhuǎn)播臺(tái)的時(shí)間同步，應(yīng)用于自動(dòng)控制系統(tǒng)之中。

　　高精度自動(dòng)校時(shí)鐘GPS系統(tǒng)

　　高精度自動(dòng)校時(shí)鐘主要由GPS系統(tǒng)和衛(wèi)星時(shí)鐘系統(tǒng)這兩部分構(gòu)成，而在高精度自動(dòng)校時(shí)鐘中，起主導(dǎo)作用的就是GPS系統(tǒng)，它是同步校準(zhǔn)的關(guān)鍵。導(dǎo)航全球定位系統(tǒng)，全稱為“授時(shí)與測距導(dǎo)航全球定位系統(tǒng)”，簡稱為“全球定位系統(tǒng)(GPS)”。

　　GPS系統(tǒng)由空間部分、地面監(jiān)控部分和用戶部分三個(gè)部分組成。GPS空間部分主要由二十四顆衛(wèi)星組成的星座，衛(wèi)星分布在六條升交點(diǎn)相隔60°的軌道面上，軌道傾角為55°。每條軌道上分布著四顆衛(wèi)星，相鄰兩個(gè)軌道上的衛(wèi)星相隔40°，在地球上任何地方至少同時(shí)可以看到四顆衛(wèi)星。衛(wèi)星的發(fā)射信號(hào)能覆蓋地面面積的38%，在軌道的任何位置，它對地面的距離和波束覆蓋面積基本不變。同時(shí)在波束覆蓋區(qū)域內(nèi)，用戶接收到的衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)度近似相等，這對提高同步校準(zhǔn)精度十分有利。

　　地面監(jiān)控部分包括1個(gè)主控站、3個(gè)注入站和5個(gè)監(jiān)測站。監(jiān)測站的主要任務(wù)是對每顆衛(wèi)星進(jìn)行觀測，精確測定衛(wèi)星在空間的位置，向主控站提供觀測數(shù)據(jù)。每個(gè)監(jiān)測站還配有GPS接收機(jī)，對每顆衛(wèi)星連續(xù)不斷地進(jìn)行觀測，每6秒進(jìn)行一次偽距測量和積分多普勒觀測，并采集相關(guān)數(shù)據(jù)。監(jiān)測站受主控站的控制，定時(shí)將觀測數(shù)據(jù)送往主控站。主控站擁有大型計(jì)算機(jī)，是數(shù)據(jù)采集、計(jì)算、傳輸、診斷、編輯等功能的主體設(shè)備。主控站將編輯的衛(wèi)星信號(hào)傳送到位于三大洋的三個(gè)注入站，而注入站通過S波段微波鏈路定時(shí)地將信號(hào)注入各個(gè)衛(wèi)星，然后將GPS衛(wèi)星信號(hào)發(fā)送給用戶。

　　用戶部分主要包括GPS接收機(jī)，它是一種衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)，用來接收GPS衛(wèi)星發(fā)送的信號(hào)，并由此得到基準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)。

　　GPS系統(tǒng)作為關(guān)鍵部分，能連續(xù)地為用戶提供精確的基準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)，而且所提供數(shù)據(jù)的信息量大，同時(shí)可以通過偽距測量和積分多普勒觀測，采集相關(guān)數(shù)據(jù)。GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星鐘通過和地面的主鐘進(jìn)行比對，使衛(wèi)星鐘與主鐘之間保持精確同步。GPS接收機(jī)對GPS衛(wèi)星所發(fā)射的信號(hào)進(jìn)行處理，經(jīng)過一套嚴(yán)密的誤差校正，使輸出的基準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)達(dá)到很高的準(zhǔn)確性，而GPS接收機(jī)則是衛(wèi)星時(shí)鐘系統(tǒng)的重要組成部分。

　　高精度自動(dòng)校時(shí)鐘衛(wèi)星時(shí)鐘系統(tǒng)

　　高精度自動(dòng)校時(shí)鐘衛(wèi)星時(shí)鐘系統(tǒng)是自動(dòng)校時(shí)鐘的重要組成部分，自動(dòng)校時(shí)鐘的校時(shí)功能主要由它完成。衛(wèi)星時(shí)鐘系統(tǒng)主要由GPS接收機(jī)，穩(wěn)態(tài)時(shí)鐘，編碼驅(qū)動(dòng)器，同步校時(shí)電路，軟件程序這五部分構(gòu)成。衛(wèi)星時(shí)鐘系統(tǒng)采用專門的GPS接收機(jī)接收衛(wèi)星信號(hào)，并解調(diào)出AC碼，得到高精度的時(shí)間碼和秒脈沖，作為高精度自動(dòng)校時(shí)鐘的基準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)。衛(wèi)星時(shí)鐘系統(tǒng)功能框圖如圖1所示。