GPS时钟说明书资料讲解.doc

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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。GPS时钟说明书-上海申贝科技发展有限公司V4.0产品简介-YJD-2000卫星同步时钟系统产品简介目录上海申贝科技发展有限公司一整体概述.1一.1系统简介.1一.2具备功能.1一.3功能特点.2一.4引用标准.2一.5整机指标.3二系统组成模式.4二.1组成及配置原则.4二.2单钟（主钟）模式.5二.3子钟（扩展）模式.6二.4多钟冗余模式.7二.5子母钟模式.8二.6扩展箱模式.9二.7其他模式.10二.8典型配置组屏图.10三技术指标.11三.1主控模块.11三.2输出模块.12三.3特需模块.1

2、3附录AIRIG-B时码介绍.15附录B典型功能装置图.17附录C测试报告.21附录D定货一览表.23YJD-2000卫星同步时钟系统产品简介一.1系统简介一整体概述上海申贝科技发展有限公司在电力系统运行过程中，电网的运行状态瞬息万变，电网调度实行分层多级管理，调度管理中心远离现场。为保证电网安全和经济运行，各种以计算机技术和通信技术为基础的自动化装置被广泛应用，如调度自动化系统、故障录波装置、微机继电保护装置、事件顺序记录装置、变电站计算机监控系统、电能量计费系统、火电厂机组自动控制系统、雷电定位系统及输煤、除灰、脱硫等控制装置等。随着电厂、变电站自动化水平的提高，电力系统对全站统一时钟的要

3、求愈来愈迫切，有了统一时钟，既可实现全站各系统在统一时间基准下的运行监控，也可以通过各开关动作的先后顺序来分析事故的原因及发展过程。因此电力系统的安全、稳定、可靠运行对时钟的基准统一及精度的要求进一步提高，在电力系统的电厂、变电站及调度中心等建立全站统一时间同步系统已经显得十分迫切和必要。另外，各站往往有不同的装置需要接收时钟同步信号，其接口类型繁多，装置的数量也不等，所以在实际应用中常感到卫星对时装置的某些类型接口数量不够或缺少某种类型的接口，其结果就是全站中有些装置不能实现时钟同步，或者需要再增加一台甚至数台卫星对时装置，而这往往受到资金不足或没有安装位置等限制。YJD-2000卫星同步时

4、钟是我公司根据电力系统现在的需要及将来的发展要求基础上，自主开发的具有国内先进水平的授时产品。YJD-2000卫星同步时钟结合美国GPS、中国北斗、俄罗斯格罗娜丝等技术特点并考虑了各种涉及国家安全的关联因素，实现了输入多源头(GPS、北斗、格罗娜丝、高精度守时、IRIG-B码基准等)、输出多制式（TTL、空接点、IRIG-B、差分、串口、网络、光纤等）、满足多设备(系统输出可以任意扩展，可以满足任何规模、任何方式的时间信号需求)的要求，可为电力、煤炭、轨道交通、石油化工、航道水运、邮电电信及相关领域的系统中需要接收时钟同步信号的装置及系统提供高精度、高稳定、高安全，高可靠的时间基准信号。一.2

5、具备功能1.2.1授时功能秒(分，时)脉冲授时包含TTL、空接点、RS485、RS232、光纤等输出方式。IRIG-B时码授时包含TTL、交流调制、RS485差分、RS232串口、光纤等输出方式。报文授时包含RS485差分、RS232串口、光纤、网络等输出方式。网络协议授时依照NTP、SNTP、TCP等标准网络时间同步协议输出。1.2.2测频功能电网频率测量频率越限1.2.3电钟功能电钟时间-1-YJD-2000卫星同步时钟系统产品简介电钟时差1.2.4定时、闹钟功能提供状态节点等输出。1.2.5数据存储功能用于存储周波、电钟历史值、运行记录等。1.2.6其它附属功能系统运行状态多方式输出。定

6、位功能等。一.3功能特点上海申贝科技发展有限公司模块化结构，实现卫星时钟的通用化、标准化，以及接口资源的合理配置。所有模块支持热插拔，以及自动侦测，方便系统在线维护，保证授时系统连续可靠工作。适应更多的组网方式,互备方式、主从方式等。灵活多变的组网模式。适用于双钟或多钟互备、子母钟等等方式。系统运行状态输出，多种方式接入全网同步时钟监控系统。同步测量，进一步提高了频率测量精度和一致性，精度达到2/1000000（四位小数）。应用高性能器件，及独特的软处理方式，提供高精度的硬对时信号。配合先进的秒脉冲补偿处理，可以保证全站所有最终出口的秒脉冲前沿准度1S。提供高精度时钟守时，在时钟源断开时保证守

7、时精度优于5x10-9/S。灵活多变的扩展方式。可通过光纤、网络、RS485差分、RS232串口、接点、TTL等多种方式对授时信号进行扩展。多卫星系统接入，以及不同系统间的无缝切换，保证了授时系统的安全性及可靠性。目前支持接入GPS、北斗、格罗娜丝。采用VFD显示屏，具有高亮度、广视角、耐环境、长寿命等优点。使用上端设置软件，更方便输出配置、参数保存。通用数据存储卡，记录时钟系统运行信息。机架式结构，19英寸标准机箱，安装使用方便。一.4引用标准GJB2242-1994GJB2991-1997时统设备通用规范B时间码接口终端GB/T15527-1995船用全球定位系统（GPS）接收通用技术条件

8、GB11014-1990GB/T6107-2000设备之间的接口平衡电压数字接口电路的电气特性使用串行二进制数据交换的数据终端设备和数据电路终接GB/T14429-1993远动设备和系统术语GB/T16435-1996远动设备和系统接口GB/T17463-1998远动设备和系统性能要求-2-YJD-2000卫星同步时钟系统产品简介上海申贝科技发展有限公司GB/T13926-2002工业过程测量和控制装置的电磁兼容性IEC870-5-56.7节基本应用功能时间同步IEC870-5-1037.4.2节时间同步HD/01-2002一.5整机指标1.5.1电气参数华东电网时间同步系统技术规范电力时间同

9、步系统技术规范输入电压：AC85265VDC100280V交流频率：50Hz5Hz直流纹波：10%功耗：防护：1.5.2环境参数30W防浪涌、输入滤波储存温度：-25+75运行温度：-5+45（室内）相对湿度：95%（不结露）大气压力：86KPa106KPa运行环境：无腐蚀性气体及导电尘埃、无严重霉菌存在、无剧烈振动源1.5.3电磁兼容绝缘性能：GB/T13926-2002级抗高频干扰：GB/T15153.1-1998级抗快速瞬变干扰：GB/T17626.4-1998级抗静电放电干扰：GB/T15153.1-1998级抗磁场干扰：GB/T17626.8-1998级抗浪涌干扰：GB/T15153

10、.1-1998级1.5.4结构尺寸2U型：标准19英寸2U机箱，宽482.6mm高88.9mm深215mm4U型：标准19英寸4U机箱，宽482.6mm高177.8mm深215mm1.5.5性能指标MTBF：平均无故障时间，优于40000hourMTTR：平均维修时间，小于30min，支持热插拔-3-YJD-2000卫星同步时钟系统产品简介二系统组成模式二.1组成及配置原则上海申贝科技发展有限公司YJD-2000卫星同步时钟是基于单一功能的接口模块设计的，配合标准机箱能组合出多种类型的授时装置。如：配置主控模块成为卫星时钟主钟，配置守时模块成为卫星时钟子钟，配置网络模块成为卫星时钟网络服务器，

11、类似的还有卫星时钟串口服务器，IRIG-B码服务器，各类授时信号扩展箱等等(各类型装置的组成图见附录)。卫星同步时钟系统由卫星同步主钟、授时信号扩展箱及时间信号传输通道组成。授时信号具备TTL、空接点、IRIG-B（AC）、RS485差分、RS232串口、光纤、网络等方式输出。变电站的使用中，全站应配置一套卫星同步时钟系统，宜采用集中组屏的方式安装。在500kV变电站，可在主控制室配置一面对时主机柜，按保护小室为单位在各小室配置一面对时扩展柜。在220kV及以下等级变电站，可在主控室配置一面对时系统柜。对各测控、保护装置、主单元（管理机、主CPU等）、故障录波、信息管理子站、电量计费系统、监控

12、系统等等全站所有需要接收时钟同步信号的装置及系统，优先选用IRIG-B对时点对点接入。不具备IRIG-B接入时应采用硬对时点对点接入、时间信息采用串口（或相应管理机）/网络等软对时方式获取。IRIG-B差分支持一对多方式对时（通常一面柜提供一路IRIG-B差分对时），空接点（在同一参考电压时）允许一对多方式接入（通常一面柜提供一路）。卫星同步时钟系统根据组成方式，可分为单钟模式、子钟模式、多钟冗余模式、子母钟模式、扩展箱模式等。-4-YJD-2000卫星同步时钟系统产品简介二.2单钟（主钟）模式上海申贝科技发展有限公司由单机箱选配各类接口模块组合而成的小型授时系统模式。单钟模式至少配备电源模块

13、，主控模块，以及按需选配的接口模块。在考虑系统可靠性时，常会考虑多模块冗余。因此单钟模式可在机箱钟插入多个(通常为两个)电源模块，多个(通常为两个)主控模块来达到冗余互备效果。典型组成如图：-5-YJD-2000卫星同步时钟系统产品简介二.3子钟（扩展）模式上海申贝科技发展有限公司由单机箱选配各类接口模块组合而成的小型守时系统模式。通过该种方式组合的钟不带卫星模块，通常需要由主钟来同步该子钟（扩展）装置，而一旦主钟故障或通讯链路断开，子钟（扩展）装置将依靠守时模块持续向外授时。如果考虑系统可靠性，也可以采用插入多个守时模块来达到冗余。典型组成如图：-6-YJD-2000卫星同步时钟系统产品简介

14、二.4多钟冗余模式上海申贝科技发展有限公司按单钟模式组合好多台钟(通常为两台)，并通过光纤、RS232、RS485等模块为多台钟建立通讯，各钟将互锁形成整体互备系统。任何时刻只有其中的1台正常的钟接管授时总线，此时当前钟即为主钟，其他钟作为备钟。一旦主钟出现故障，备钟将通过竞争机制接管授时总线。主钟退出运行，下一台接管授时总线的备钟将变为主钟，持续对外授时。典型组成如图：-7-YJD-2000卫星同步时钟系统产品简介二.5子母钟模式上海申贝科技发展有限公司该种模式通常由主钟和子钟（扩展）装置组合而成，其中主钟可以是对等多钟冗余模式，也可以是单钟模式。而子钟（扩展）装置可以是1个或多个。通过改变

15、子母钟同步通道的采用方式，可用于地区统一时钟、全省统一时钟、全网统一时钟的实现。典型组成如图：-8-YJD-2000卫星同步时钟系统产品简介二.6扩展箱模式上海申贝科技发展有限公司在机箱中单一地插入各种接口模块以及电源模块即可形成扩展箱模式，如PPS秒脉冲扩展箱，IRIG-B码扩展箱，串口扩展箱，以及组合扩展箱等各类功能扩展箱。扩展箱授时源需要由主钟或子钟（扩展）装置提供。典型组成如图：-9-YJD-2000卫星同步时钟系统产品简介二.7其他模式其他组合方式可以视具体应用场合灵活组合。二.8典型配置组屏图-10-上海申贝科技发展有限公司YJD-2000卫星同步时钟系统产品简介三.1主控模块3.

16、1.1GPS卫星接收模块三技术指标上海申贝科技发展有限公司接收载波频率：1575.42MHz接收灵敏度：捕获-130dBm跟踪-133dBm同时跟踪：捕获时间：装置冷起动时，不少于4颗卫星装置热起动时，不少于1颗卫星可同时跟踪8-12颗GPS卫星装置冷起动时，20min装置热起动时，2min前沿准确度：信号锁定状态：UTC200nS信号丢失状态：5x10-9/S全站所有最终出口：1S(1PPS相对于UTC时间)3.1.2北斗卫星接收模块接收载波频率：2491.75MHz接收灵敏度：-127.6dBmW捕获时间：授时精度：1min信号锁定状态：UTC100nS信号丢失状态：5x10-9/S全站所

17、有最终出口：1S(1PPS相对于UTC时间)3.1.3格罗娜丝卫星接收模块接收载波频率：1575.42MHz接收灵敏度：捕获-130dBm跟踪-133dBm同时跟踪：捕获时间：装置冷起动时，不少于4颗卫星装置热起动时，不少于1颗卫星可同时跟踪8-12颗GPS卫星装置冷起动时，20min装置热起动时，2min前沿准确度：信号锁定状态：UTC200nS信号丢失状态：5x10-9/S全站所有最终出口：1S(1PPS相对于UTC时间)3.1.4守时模块授时精度：信号锁定状态：UTC200nS信号丢失状态：5x10-9/S全站所有最终出口：1S(1PPS相对于UTC时间)-11-YJD-2000卫星同步

18、时钟系统产品简介三.2输出模块3.2.1光纤输出上沿时间：35ns时间准确度：UTC0.5S（时码前沿相对于PPS）码元准度：1S（最终出口）报文格式：见附录输出接口：多模，ST接口单模，SC接口上海申贝科技发展有限公司输出类型：PPS、PPM、PPH、IRIG-B时码、报文、系统状态等3.2.2TTL输出准时沿：上升沿，上升时间10nS下降沿，下降时间10nS时间准确度：上升沿，1s（最终出口）下降沿，1s（最终出口）脉冲宽度：1mS-999mS可设置输出方式：光隔离+电源隔离，TTL电平有源输出输出负载：50/600输出接口：BNC同轴输出输出类型：PPS、PPM、PPH、IRIG-B时码

19、等3.2.3空接点输出准时沿：上升沿，上升时间100nS下降沿，下降时间100nS时间准确度：上升沿，2s（最终出口）下降沿，2s（最终出口）脉冲宽度：2mS1000mS可设置输出方式：固态继电器，空接点输出输出负载：DC300V，3ADC110V，3A输出接口：凤凰端子输出类型：PPS、PPM、PPH、IRIG-B时码、定时、状态等3.2.4IRIB-B（AC）输出时间准确度：准时幅度变化点（斜率变化）5S（最终出口）调制方式：调制频率：ASK(1：3)，调制比2：16：1连续可调1kHz输出波形峰峰值：ASK(1V10V)，可设置相位误差：输出方式：输出负载：输出接口：输出类型：0.1度变

20、压器隔离50/600BNC同轴输出IRIG-B（AC）时码-12-YJD-2000卫星同步时钟系统产品简介3.2.5RS485差分输出上沿时间：70%VCC，35ns时间准确度：UTC0.5S（时码前沿相对于PPS）码元准度：1S（最终出口）电气特性：符合EIA/485（CCITT建议V.28）符合GB-11014-90（CCITT建议V.11）报文格式：见附录通讯速率：300115200bps，可设定输出方式：光隔离+电源隔离输出接口：凤凰端子9针D型公插座上海申贝科技发展有限公司输出类型：PPS、PPM、PPH、IRIG-B时码、报文、系统状态等3.2.6RS232串口输出上沿时间：70%

21、VCC，35ns时间准确度：UTC0.5S（时码前沿相对于PPS）码元准度：1S（最终出口）电气特性：GB/T6107-2000（CCITT建议V.28）报文格式：见附录通讯速率：300115200bps，可设定输出方式：光隔离+电源隔离输出接口：9针D型公插座凤凰端子输出类型：PPS、PPM、PPH、IRIG-B时码、报文、系统状态等3.2.7RJ45网络输出时间准确度：广域网，100mS1000mS城域网，10mS100mS局域网，200S10mS输出接口：RJ45物理连接器网络类型：以太网10/100M自适应输出类型：NTP、SNTP、UDP/IP、TCP/IP、系统状态等三.3特需模块

22、3.3.1频率测量周波精度：2/1000000（四位小数）电压范围：40V400V频率范围：45Hz65Hz响应时间：1S-13-YJD-2000卫星同步时钟系统产品简介3.3.2数据存储接口类型：SD卡存储容量：256MB、512MB数据格式：FAT16数据类型：存储周波、电钟历史值、运行记录等3.3.3状态输出输出方式：固态继电器，空接点输出输出负载：DC300V，3A输出接口：凤凰端子输出内容：电源中断、基准消失、自检出错等3.3.4定位功能定位时间：重新捕获，2sec自动搜索，90sec水平精度：单点定位误差15m垂直精度：海拔误差150m磁场异动指数：0.1输出信息：经度、纬度、高度

23、等-14-上海申贝科技发展有限公司YJD-2000卫星同步时钟系统产品简介附录AIRIG-B时码介绍上海申贝科技发展有限公司IRIG（Inter-RangeInstrumentationGroup）是美国靶场司令部委员会的下属机构，称为靶场时间组。IRIG时间标准有两大类：一类是并行时间码格式，这类码由于是并行格式，传输距离较近，且是二进制，因此远不如串行格式广泛；另一类是串行时间码，共有六种格式，即A、B、D、E、G、H。它们的主要差别是时间码的帧速率不同。B码的主要特点是时帧速率为1帧/S；携带信息量大，经译码后可获得1、10、100、1000C/S的脉冲信号和BCD编码的时间信息及控制功

24、能信息；高分辨率；调制后的B码带宽，适用于远距离传输；分直流、交流两种；具有接口标准化，国际通用。IRIG时码包含AC码和DC码。见附图，该图是2003.05.1514:39:25的IRIG-BDC时码的波形。其帧速率为1帧/S，将1帧分为10个字，每字为10位，共100个码元。每个码元的周期均为10mS。每个码元都以高电平开始，其持续时间分为3种类型：2mS(如二进制0码和索引标志)，5mS（如二进制1码）和8mS（如参考码元，即每秒开始的第一字的第一位；位置标志P0P9，即每个字的第十位）。第一个字传送的是s（秒）信息，第二个字是min（分）信息，第三个字是h（时）信息，第四、五个字是d（

25、从1月1日开始计算的总天数）。图中每个脉冲含义如下：（1）PR：准时同步沿，该脉冲的前沿同步于每一秒的开始。（2）P0P9：字参考标记。（3）NC：（4）NP：未定义的位。常0。索引标记（5）S00S02：秒的个位（BCD先低后高）（6）S10S13：秒的十位（BCD先低后高）（7）M00M03：分的个位（BCD先低后高）（8）M10M12：分的十位（BCD先低后高）（9）H00H03：小时的个位（BCD先低后高）（10）H10H11：小时的十位（BCD先低后高）（11）D00D03：天数的个位（BCD先低后高）（12）D10D13：天数的十位（BCD先低后高）（13）D20D21：天数的百位

26、（BCD先低后高）（14）T00T16：当天00:00:00起到当前时刻的总秒数（HEX先低后高）IRIG-BAC时码则是由IRIG-BDC时码对1kHz正弦波进行3:1ASK调制后形成的，AC码中大幅值对应DC码中的高电平1。-15-YJD-2000卫星同步时钟系统产品简介IRIG-B时码波形图：-16-上海申贝科技发展有限公司YJD-2000卫星同步时钟系统产品简介附录B典型功能装置图附B.1卫星时钟主钟正视图背视图-17-上海申贝科技发展有限公司YJD-2000卫星同步时钟系统产品简介附B.2卫星时钟子钟正视图背视图-18-上海申贝科技发展有限公司YJD-2000卫星同步时钟系统产品简介

27、附B.3卫星时钟网络服务器正视图背视图-19-上海申贝科技发展有限公司YJD-2000卫星同步时钟系统产品简介附B.4卫星时钟扩展箱正视图背视图-20-上海申贝科技发展有限公司YJD-2000卫星同步时钟系统产品简介附录C测试报告-21-上海申贝科技发展有限公司YJD-2000卫星同步时钟系统产品简介-22-上海申贝科技发展有限公司YJD-2000卫星同步时钟系统产品简介附录D定货一览表附D.1时钟机箱（BOX）时钟机箱选型指南：YJD-2000GPS-模块代号机箱尺寸机箱类型上海申贝科技发展有限公司01：主时钟02：子时钟03：服务器04：扩展箱XX：定制02：2U显示型12：2U普通型04

28、：4U显示型14：4U普通型BOX：时钟机箱示例：YJD-2000GPS-BOX0201：2U显示型主时钟机箱。附D.2主控模块（MGR）主控模块选型指南：YJD-2000GPS-模块代号卫星系统守时精度59：5x10-9等级XX：定制01：GPS02：北斗03：格罗纳斯MGR：主控模块示例：YJD-2000GPS-MGR0259：北斗主控模块，5x10-9等级精度守时。附D.3接收天线（ANT）卫星接收天线选型指南：YJD-2000GPS-模块代号卫星系统馈线长度03：30米06：60米10：100米XX：定制01：GPS02：北斗03：格罗纳斯ANT：接收天线示例：YJD-2000GPS-

29、ANT0206：北斗主控模块用接收天线，60米长馈线。-23-YJD-2000卫星同步时钟系统产品简介附D.4守时模块（MSR）守时模块选型指南：YJD-2000GPS-模块代号守时精度上海申贝科技发展有限公司59：5x10-9等级XX：定制MSR：守时模块示例：YJD-2000GPS-MSR59：5x10-9等级精度守时模块。附D.5TTL模块（TTL）TTL模块选型指南：YJD-2000GPS-模块代号输出路数接口类型B：BNC接口F：凤凰端子02：2路（2U模块）08：8路（4U模块）TTL：TTL模块示例：YJD-2000GPS-TTL08B：8路输出TTL模块，BNC接口。附D.6节

30、点模块（STN）节点模块选型指南：YJD-2000GPS-模块代号输出路数电压等级接口类型F：凤凰端子01：DC300V02：DC220V03：DC110V04：DC24V12：AC220V02：2路（2U模块）08：8路（4U模块）STN：节点模块示例：YJD-2000GPS-STN0802F：8路输出220V直流节点模块，凤凰端子接口。-24-YJD-2000卫星同步时钟系统产品简介附D.7节点告警模块（ALM）节点告警模块选型指南：YJD-2000GPS-模块代号输出路数电压等级接口类型上海申贝科技发展有限公司F：凤凰端子01：DC300V02：DC220V12：AC220V02：2路（

31、2U模块）08：8路（4U模块）ALM：节点告警模块示例：YJD-2000GPS-ALM0202F：2路输出220V直流节点告警模块，凤凰端子接口。附D.8交流B码模块（BAC）交流B码模块选型指南：YJD-2000GPS-模块代号输出路数输出阻抗接口类型B：BNC接口F：凤凰端子01：5002：60002：2路（2U模块）08：8路（4U模块）BAC：交流B码模块示例：YJD-2000GPS-BAC0801B：8路输出交流B码模块，50欧姆，BNC接口。附D.9RS485模块（R48）RS485模块选型指南：YJD-2000GPS-模块代号输出路数接口类型D：D型9针公插座F：凤凰端子11：

32、1路收发（2U模块）08：8路输出（4U模块）44：4路收发（4U模块）R48：RS485模块示例：YJD-2000GPS-R4808F：8路RS485模块，凤凰端子接口。-25-YJD-2000卫星同步时钟系统产品简介附D.10RS232模块（R23）RS232模块选型指南：YJD-2000GPS-模块代号输出路数接口类型上海申贝科技发展有限公司D：D型9针公插座F：凤凰端子11：1路收发（2U模块）08：8路输出（4U模块）44：4路收发（4U模块）R23：RS232模块示例：YJD-2000GPS-R2344D：4路收发RS232模块，DB9接口。附D.11网络模块（NET）网络模块选型

33、指南：YJD-2000GPS-模块代号输出路数接口类型R：RJ45接口01：1路（2U模块）04：4路（4U模块）NET：网络模块示例：YJD-2000GPS-NET01R：单路网络模块，RJ45接口。附D.12光纤模块（FIB）光纤模块选型指南：YJD-2000GPS-模块代号通道路数接口类型M：多模ST接口S：单模SC接口11：1收1发（2U模块）02：2路输出（2U模块）22：2收2发（4U模块）44：4收4发（4U模块）08：8路输出（4U模块）FIB：光纤模块示例：YJD-2000GPS-FIB08M：8路多模ST输出光纤模块。-26-YJD-2000卫星同步时钟系统产品简介附D.13测频模块（FEQ）测频模块选型指南：YJD-2000GPS-模块代号电压等级接口类型上海申贝科技发展有限公司F：凤凰端子S：3芯电源公插座05：57.7V10：100V22：220V38：380VFEQ：测频模块示例：YJD-2000GPS-FEQ22F：220V测频模块，凤凰端子接口。附D.14