GPS之時間同步特性與衛星鐘設計

Characteristic of Time Synchronization and Satellite Clock Design via GPS

鍾彥文(Yen-Wen Chung) ； 姜義德(Yi-Te Chiang) ； 張帆人(Fan-Ren Chang) ； 王立昇(Li-Sheng Wang)

《中國航空太空學會學刊》 30卷3期 (1998/09) Pp. 245-251

https://doi.org/10.6124/TAASRC.199809_30(3).10

摘要

本文利用全球定位系統之每秒脈波訊號及時間戳記輸出、結合89C51單晶片控制技巧、相鎖過路技術、配合LCD液晶顯示模組，達成時間同步的目的。
我們將全球定位系統接收機輸出的第一個每秒脈波訊號輸入學晶片，作爲系統同步時間起始的致動信號。緊接著將接收機輸出的時間戳記，經由串列通訊埠顯示至液晶模組上。由於時間戳記爲國際協調時(UTC)，因此，我們必須對時間作一轉換，將國際協調時轉換成爲本地時間。此外，我們也將接收機輸出的每秒脈波訊號輸入自行製作的相鎖迴路中，得到一千赫茲的波脈訊號，作爲89C51的外部計數信號輸入，可以獲取千分之一秒的同步時間。
最後，本文提出一個應用實例－衛星鐘，利用調幅波調變信號，經由BNC同軸電纜傳送，可在不同節點獲取與主鐘相同的同步時間，初步的構想可應用於大樓各樓層時間的同步。

關鍵字

全球定位系統 ； 鎖相迴路 ； 衛星鐘

並列摘要

The objective of the time synchronization is achieved by combining IPPS (One Pulse Per Second) signals, time stamps of the GPS (Global Position System) receiver, and 89C51 single-chip microprocessors, PLL (Phase Lock Loop) circuits and LCD (Liquid Crystal Display) modules. The IPPS signals are transmitted to the 89C51 to start the strobes of the time synchronization. The associated time stamps are displayed on the LCD module via RS-232 serial communication port. Since the time stamps of the GPS receiver are expressed in terms of UTC (Coordinated Universal Time), a conversion is needed in order to get the local time. In the mean-time, the IPPS signals trigger the PLL circuit to obtain the 1kHz pulses. By using the 1kHz pulses as the external input of the 89C51 counter, the system can access the synchronized time in the unit of 1 millisecond. The GPS master clock's time stamps (in ASCII code) are AM (Amplitude Modulation) modulated and then transmitted to the slave clocks via the coaxial cables The synchronized time displays can be applied to different sites of buildings.

並列關鍵字

GPS ； PLL ； Satellite Clock