第一部分  GPS子母鐘系統(tǒng)概述:

體育場館GPS子母鐘系統(tǒng)是由高精度GPS(北斗)母鐘、高穩(wěn)定性NTP網(wǎng)絡時間服務器、高品質(zhì)系統(tǒng)子鐘、智能化控制設備及其它配套設備組成的計時和時鐘顯示系統(tǒng),其作用是為體育場館或體育賽事提供統(tǒng)一的標準時間服務.

北京倚天龍騰科技有限公司的GPS(北斗)子母鐘系統(tǒng)是我公司獨立研發(fā),擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的,根據(jù)多年行業(yè)經(jīng)驗,按照我體育場館的設計與使用習慣設計的計時與顯示系統(tǒng).

第二部分  GPS子母鐘系統(tǒng)特點：

2.1精確度高

本系統(tǒng)能夠采集來自于GPS（北斗）衛(wèi)星的標準時間信號，經(jīng)中心母鐘處理后發(fā)至系統(tǒng)的各個部分，實現(xiàn)無累積誤差運行。

2.2可靠性高

    本系統(tǒng)對中心母鐘的關(guān)鍵部位采用雙重熱備份，當主單元發(fā)生故障時，能夠自動切換到備用單元，實現(xiàn)主備之間的自動轉(zhuǎn)換。

2.3便于擴容

系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，便于用戶按照自己的需要進行配置和擴容。

2.4操作簡單

系統(tǒng)采用了人性化的設計，使界面整潔、直觀，更由于單片機技術(shù)的引進與完善，使得系統(tǒng)的自動化程度很高，操作極為簡單。

2.5維護方便

本系統(tǒng)采用了目前國際上流行的模塊化設計，實現(xiàn)點對點監(jiān)控、自動報警功能，采用標準元器件，使相同規(guī)格的設備與部件之間具有可互換性，維護極為方便。

第三部分  GPS子母鐘系統(tǒng)組成:

GPS接收天線:室外安裝,用于接收GPS衛(wèi)星信號并通過專用電纜將接收到的信號傳輸給GPS母鐘.三防設計.配有專用傳輸電纜,通信距離過長時可加裝GPS信號放大器.通常情況下，體育館采用30/50米兩種長度的天線方案。傳輸線纜一般用75-5同軸線，如遇長度過長的情況，可使用75-7同軸線以增大傳輸距離。

GPS天線可以接收衛(wèi)星信號，并獲取標準通信協(xié)議。與本系統(tǒng)相關(guān)的衛(wèi)星信號有：

   GPGGA協(xié)議：

$GPGGA、<1>、<2>、<3>、<4>、<5>、< 6>、<7>、<8>、<9>、M, <11>、<12>*hh<CR><LF>

<0>$GPGG,語句ID，表明該語句為GlobalPositioning System Fix Data（GGA）GPS定位信息

<1>UTC時間，hh mm ss格式（定位它的衛(wèi)星提供）

<2>緯度dd mm mmmm 格式（前導位數(shù)不足則補0）

<3>緯度方向 （北緯）或S（南緯）

<4>經(jīng)度ddd mm mmmm 格式（前導位數(shù)不足則補0）

<5>經(jīng)度方向E（東經(jīng)）或W（西經(jīng)）

<6>GPS狀態(tài)指示：0—未定位， 1—無差分定位信息， 2—帶差分定位信息 ，3-無效GPS，6-正在估算

<7>正在使用的衛(wèi)星數(shù)量（00- 12）（前導位數(shù)不足則補0）

<8>HDOP水平精度因子（0.5- 99.9）

<9>海平面高度（-9999.9- 99999.9）

<10>地球橢球面相對大地水準面的高度

<11>差分GPS信息，即差分時間（從最近一次接收到差分信號開始的秒數(shù)，如果不是差分定位將為空）

<12>差分站ID號0000 - 1023（前導位數(shù)不足則補0，如果不是差分定位將為空）

   GPZDA協(xié)議：

   GPSRMC協(xié)議

$GPRMC、<1>、<2>、<3>、<4>、<5>、< 6>、<7>、<8>、<9>、<10>、<11>、*hh<CR> <LF>

<0>$GPRMC，語句ID，表明該語句為RecommendedMinimum Specific GPS/TRANSIT Data（RMC）推薦最小定位信息

<1>定位時UTC時間hhmmss.sss格式

<2>狀態(tài)A=定位V=導航

<3>緯度ddmm.mmm 格式（前導位數(shù)不足則補0）

<4>緯度方向N（北緯）或S（南緯）

<5>經(jīng)度dddmm.mmmm （前導位數(shù)不足則補0）

<6>經(jīng)度方向E（東經(jīng)）或W（西經(jīng)）

<7>速率,節(jié)，Knots

<8>方位角（二維方向指向，相當于二維羅盤）

<9>當前UTC日期ddmmyy 格式

<10>磁偏角，（000- 180）度（前導位數(shù)不足則補0）

<11>磁偏角方向，E=東經(jīng) W=西經(jīng)

GPS母鐘:時鐘系統(tǒng)的核心.收集、處理GPS衛(wèi)星信號,并將信號發(fā)送給NTP網(wǎng)絡時間服務器和各個子鐘.倚天龍騰3100工業(yè)級核心控制.工業(yè)級液晶屏顯示.串口、網(wǎng)絡多種輸出接口.可顯示當前時間、日期(支持農(nóng)歷顯示)、接收衛(wèi)星數(shù)量及臨時空衛(wèi)星數(shù)量等.并配有高精度時備用時鐘,當接收不到衛(wèi)星信號時過渡使用.

GPS副鐘:主鐘故障時副鐘備份使用.功能與主鐘一樣.

網(wǎng)絡時間服務器: NTP服務器【Network Time Protocol（NTP）】是用來使計算機時間同步化的一種協(xié)議，它可以使計算機對其服務器或時鐘源（如石英鐘，GPS等等)做同步化，可以提供高精準度的時間校正（LAN上與標準間差小于1毫秒，WAN上幾十毫秒），且可介由加密確認的方式來防止惡毒的協(xié)議攻擊。時間按NTP服務器的等級傳播。按照離外部UTC源的遠近把所有服務器歸入不同的Stratum（層）中。

NTP提供準確時間，首先要有準確的時間來源，這一時間應該是國際標準時間UTC。 NTP獲得UTC的時間來源可以是原子鐘、天文臺、衛(wèi)星，也可以從Internet上獲取。這樣就有了準確而可靠的時間源。時間按NTP服務器的等級傳播。按照離外部UTC 源的遠近將所有服務器歸入不同的Stratum（層）中。Stratum-1在頂層，有外部UTC接入，而Stratum-2則從Stratum-1獲取時間，Stratum-3從Stratum-2獲取時間，以此類推，但Stratum層的總數(shù)限制在15以內(nèi)。所有這些服務器在邏輯上形成階梯式的架構(gòu)相互連接，而Stratum-1的時間服務器是整個系統(tǒng)的基礎。

計算機主機一般同多個時間服務器連接， 利用統(tǒng)計學的算法過濾來自不同服務器的時間，以選擇最佳的路徑和來源來校正主機時間。即使主機在長時間無法與某一時間服務器相聯(lián)系的情況下，NTP服務依然有效運轉(zhuǎn)。

為防止對時間服務器的惡意破壞，NTP使用了識別(Authentication)機制，檢查來對時的信息是否是真正來自所宣稱的服務器并檢查資料的返回路徑，以提供對抗干擾的保護機制。

本設備是可以為網(wǎng)絡設備提供精確、標準、安全、可靠和多功能的時間服務的最佳解決方案，能提供精確的同步時鐘信號，支持標準的NTP和SNTP網(wǎng)絡對時協(xié)議，可提供NTP網(wǎng)絡對時、串口授時、1PPS脈沖信號輸出，干接點報警信號輸出等功能。
    本設備提供的高精度的網(wǎng)絡同步時鐘直接來自于GPS系統(tǒng)中各個衛(wèi)星的原子鐘，采用我公司自主知識產(chǎn)權(quán)的衛(wèi)星授時、網(wǎng)絡同步、頻率測控等技術(shù)，該產(chǎn)品系統(tǒng)整體功耗小，采用無風扇設計，運行可靠穩(wěn)定，可以為計算機網(wǎng)絡、計算機應用系統(tǒng)、流程控制管理系統(tǒng)、電子商務系統(tǒng)、網(wǎng)上B2B系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫的保存及維護等系統(tǒng)需要提供精密的標準時間信號和時間戳服務，已經(jīng)被成功應用于政府金融、移動通信、公安、石油、電力、交通、工業(yè)以及國防等領(lǐng)域。