授時設備從北斗導航衛星或者GPS導航衛星的信號上獲取標準的時間信息,將這些信息通過各種類型的接口傳輸給需要時間信息的設備(計算機、主控器、采樣設備、RTU等),這樣就可以達到單個設備的時間校準或者多個系統的時間同步,這個過程就叫做衛星授時。
無論GPS衛星或者北斗衛星上都搭載了原子鐘(銫鐘或者是銣鐘)。有了的時鐘,加上地面站的不斷校正,衛星系統的時間會是非常準確的。衛星會在自己的電文中播發一個時間,播發這個時間的信號邊沿是和這個時間值嚴格對應的。通過測量這個邊沿,可以在本地恢復出一個的變化邊沿,這個邊沿是與發射時刻同步的。導航電文中提供了當前時刻所在的“周數”,這個周數是從北斗或者GPS系統的起始時間開始計數的,另外通過計算調制在載波上的偽隨機碼的信息可以知道當前的周內秒,有了這些信息即可實現授時功能。
目前主流的時間同步信號及接口方式有1PPS/1PPM、IRIG-B碼、RS-232串口和NTP網絡授時等。1PPS/1PPM脈沖和IRIG-B碼授時精度zui高可達到納秒量級,RS-232和NTP授時一般情況下精度可達毫秒量級。1PPS/1PPM和IRIG-B碼和RS-232都需要接口和線纜,而NTP方式則可采用網絡的方式。
目前計算機對時間的保持方法比較單一,在計算機關閉時,由主板上的晶體依靠電池供電運行,保持時間。計算機開機后,由計算機的BIOS里安裝的軟件程序進行計時。主板上的晶體*運行會有漂移,軟件計時會受系統程序或者其它應用軟件程序的影響而產生較大的誤差。所以計算機本身很難保證其時間精度,也無法保證多臺計算機之間的時間同步精度。
為了解決這一問題,利用衛星定位系統的高精度時鐘源作為時間參考,實現范圍內的時鐘精密修改和同步。從衛星定位模塊上取得數據和秒脈沖信號通過數據接口傳輸給計算機。在計算機上用授時軟件讀取到數據處理后,得到的時間脈沖標志和時間數據。在秒脈沖到來時刻,將接收到的時間數據進行處理,并更新計算機的系統時間。通過這種方法可以保證單臺計算機任意時刻的時間精度,也可以達到多臺計算機之間時間高精度同步的目的。