2023年6月30日发(作者：)

TG(K)-3300系列GPS卫星同步时钟系统用户手册编制：刘千里审核：侯东京批准：赵峰南京讯汇科技发展有限公司2011-6南京讯汇科技发展有限公司1TG(K)-3300系列GPS卫星同步时钟系统用户手册2.....................................................................................2一、装置简介.....................................................................................4.............................................................................4二、主要技术指标.............................................................................9.................................................................9三、装置结构及接口说明.................................................................四、GPS时钟的相关输出接口的测试方法...................................17五、卫星天线安装说明...................................................................六、装箱清单（标准配置）..........................................................17附录一附录二NTP网络时钟报文协议的应用......................................18IRIG-B码码元定义及波形............................................21南京讯汇科技发展有限公司2TG(K)-3300系列GPS卫星同步时钟系统用户手册一、装置简介GPS-TG(K)3300系列卫星同步时钟，专门为电磁环境恶劣的工业现场应用而设计，适用于电力、铁路、水利、矿业、银行、石油化工等多种领域，为自动化控制、生产管理、安全管理、信息管理、网络管理等系统提供精确、稳定的授时服务。装置标准配置采用美国MOTOROLA公司的GPS接收模块，可同时跟踪多达12颗卫星，定位时间短、稳定性好；另外，用户也可以根据具体应用需求选择我国的北斗星系统的接收机。装置特点： 采用DSP（数字信号处理器）和CPLD（复杂可编程大规模逻辑器件）完成实时、高速的信号处理（如扩展了“年”和“同步状态标志”的IRIG-B、网络NTP协议等）。 两个独立的网络接口，支持UDP主机点对点模式、广播模式和组播模式，接收主机数量无限制。 网络授时服务器，支持NTP和SNTP协议，流行的网络主机系统/设备无需额外编写程序便可自动精确同步时间。 卫星同步丢失后能够连续、稳定、高精度地输出与GPS接收机原始秒脉冲同步的替代时、分、秒脉冲，并维持内部时钟的精确性（即内部守时功能）。 输出接口类型丰富：网络接口,RS232/RS422/RS485,IRIG-B直流偏置和交流调制信号，可选择时间类型的时、分、秒脉冲和TTL电平脉冲。 同时提供光耦OC门和RS485总线方式输出脉冲，最多可满足112套装置对时、分、秒脉冲全部对时的要求。 提供装置工作状态告警接点输出：失电告警、卫星同步丢失告警、扩展同步信号丢失告警、装置异常告警。 装置内部采用跳线设置提高了装置的可靠性。 通过独立的接口以命令行的方式设置装置工作参数。 具有很强的脉冲、串口、IRIG-B扩展能力，满足高精度、大容量接口的扩展需要，并可为用户提供定制服务。 GPS输出接口扩展单元可选，以方便灵活地组成（组屏）各种需求的授时系统。南京讯汇科技发展有限公司3TG(K)-3300系列GPS卫星同步时钟系统用户手册 交、直流通用电源，同时满足电力系统110VDC、220VDC和220VAC供电要求，也可选择±24VDC和±48VDC输入。 抗干扰设计满足电力行业以下标准的规定：GB/T13729-2002、GB/T14598.9-2002、GB/T14598.10-1996、GB/T14598.13-1998、GB/T14598.14-1998、IEC60255-22-5：2002、IEC60255-22-6：2001、IEC60255-22-7：2003。南京讯汇科技发展有限公司4TG(K)-3300系列GPS卫星同步时钟系统用户手册二、主要技术指标属性GPS获得数据时间本地第一次开机冷启动首捕时间失锁重捕时间本地第一次开机冷启动首捕时间失锁重捕时间说明≤2～5分钟≤40秒≤20秒≤1分钟≤5秒≤3秒北斗获得数据时间输出接口工作精度输出时间与协调世界时间（UTC）1）1PPS脉冲信号准时沿：上升沿，上升时间≤50ns；上升沿的时间准确度≤0.1μs脉冲宽度：200ms2）1PPM脉冲信号TTL脉冲输出准时沿：上升沿，上升时间≤50ns；上升沿的时间准确度≤0.5μs脉冲宽度：200ms3）1PPH脉冲信号准时沿：上升沿，上升时间≤50ns；上升沿的时间准确度≤0.5μs脉冲宽度：200ms静态空接点输采用光电隔离方式；允许外接电压：250V；精度≤0.2出μs串行数据通道接口RS-232、RS422、RS485、光口,串口通信速率：300bps、600bps、1200bps、2400bps、串口输出4800bps、9600bps可选,报文发送时间方式：每秒输出、每分输出一次（帧）或应答方式输出可选，规约可定制。IRIG-B(DC)直流偏置输出，电平方式满足RS422、RS485、TTL、光口；IRIG-B编码输IRIG-B(AC)正弦调制输出，载波频率：1kHz，信号出幅值峰-峰值：高：3-12V可调，低：符合2：1~6：1调制比要求，典型调制比为3：1。网络协议：ARP、ICMP、IP、UDP、NTP、SNTP授NTP网口输出时精度1～10ms授时精度授时精度小于1us10us/小时，100us/天。失星状态自动切换到守时功守时精度能光纤时延补偿补偿后精度小于0.1us。时间同步准确度：≤0.5μs南京讯汇科技发展有限公司5TG(K)-3300系列GPS卫星同步时钟系统用户手册主时钟描述GPS接收器本地第一次开机冷启动首捕时间失锁重捕时间北斗接收器本地第一次开机冷启动首捕时间失锁重捕时间GPS-TG3300空接点、TTL、RS-232、RS-422、RS-485、AC、网络(RJ-45)、光纤接口80路授时精度守时精度光纤时延补偿后精度与协调世界时间(UCT)同步准确度小于0.5μs10微秒/小时、100微秒/天小于0.5μs小于0.5μs≤2～5分钟≤40秒≤20秒GPS获得数据时间北斗获得数据时间型号≤1分钟≤5秒≤5秒对时口型式对时口数量工作精度输出时间描述与扩展钟的连接方式外形尺寸工作环境IRIG-B，与扩展屏采用多模光纤连接447（宽）×89（高）×240（深）mm温度湿度-25～+60℃5％-95％，不结露电源主电源AC220V±20%备用电源DC110V±20%或DC220V±20%主、备电源之间的切换不影响装置正常工作注：对时口数量为标准配置是的满配数量，具体数量会按照用户要求借口类型不同而有所变化南京讯汇科技发展有限公司6TG(K)-3300系列GPS卫星同步时钟系统用户手册扩展钟描述型号GPS-TK3300空接点、TTL、RS-232、RS-422、RS-485、AC、网络(RJ-45)、光纤接口112路授时精度守时精度光纤时延补偿后精度与协调世界时间(UCT)同步准确度小于0.5μs10微秒/小时、100微秒/天小于0.5μs对时口型式对时口数量工作精度输出时间描述小于0.5μs外形尺寸工作环境447（宽）×89（高）×240（深）mm温度湿度-25～+60℃5％-95％，不结露电源主电源AC220V±20%备用电源DC110V±20%或DC220V±20%主、备电源之间的切换不影响装置正常工作注：对时口数量为标准配置是的满配数量，具体数量会按照用户要求借口类型不同而有所变化南京讯汇科技发展有限公司7TG(K)-3300系列GPS卫星同步时钟系统用户手册接口描述1PPS脉冲信号准时沿：上升沿，上升时间≤50ns；上升沿的时间准确度≤0.1μs脉冲宽度：200ms准时沿：上升沿，上升时间≤50ns；上升沿的时间准确度≤0.5μs脉冲宽度：200ms准时沿：上升沿，上升时间≤50ns；上升沿的时间准确度≤0.5μs脉冲宽度：200ms光纤时延补偿后精度小于0.5μsTTL脉冲输出1PPM脉冲信号1PPH脉冲信号秒脉冲多模光口输出静态空节点输出采用光电隔离方式；允许外接电压：250V；精度≤0.2μs串口通信速率报文发送时间方式300bps、600bps、1200bps、2400bps、4800bps、9600bps可选每秒输出、每分输出一次（帧）或应答方式输出可选，规约可定制串口输出串行数据通道接口RS-232、RS422、RS485、多模光口IRIG-B(DC)编码输出IRIG-B(DC)直流偏置输出，电平方式满足RS422、RS485、TTL、光口IRIG-B(AC)正弦调制输出，载波频率：1kHz，信号幅值峰-峰值：高：3-12V可调，低：符合2：1~6：1调制比要求，典型调制比为3：1网络协议：ARP、ICMP、IP、UDP、NTP、SNTP授时精度1～10msIRIG-B(AC)编码输出NTP网络口输出南京讯汇科技发展有限公司8TG(K)-3300系列GPS卫星同步时钟系统用户手册各种时间同步信号电接口说明光网络纤接TTLRS-232RS-422RS-485AC(RJ-45)接点口√√√√√√√√√√√√√√√√√√接口类型空信号类型1pps1ppm1pph串口时间报文IRIG-B（DC）IRIG-B（AC）网络授时（NTP）南京讯汇科技发展有限公司9TG(K)-3300系列GPS卫星同步时钟系统用户手册三、装置结构及接口说明1、装置外观主时钟和扩展时钟均采用标准3U工业机箱，硬铝合金机壳防磁处理，其外形尺寸为：441mm（宽）×132mm（高）×350mm（深）。2、装置前面板及指示灯说明主时钟：其中：（1）显示窗口为当前时间，自左向右分别为年、月、日、时、分、秒；（2）Lock窗口显示为当前锁定卫星数量；（3）状态灯第一行自左向右分别为：PW1：绿色常亮为主电源模块工作状态正常、熄灭为主电源模块失电SYNC：蓝色长亮为时钟当前已与卫星同步时间，熄灭为尚未同步或失星RUN：绿色闪亮为时钟当前系统运行正常1PPS：秒脉冲指示灯，绿色闪亮，频率为每秒一次1PPH：时脉冲指示灯，绿色闪亮，频率为每小时一次LAN1：1号以太网口工作指示灯，白色LAN：以太网口工作指示灯，以太口有数据交换时闪亮第二行自左向右分别为：PW2：绿色常亮为次电源模块工作状态正常、熄灭为从电源模块失电ESYNC：蓝色长亮为扩展时间基准(北斗或IRIG-B时码)同步数据输入RXD：绿色闪亮，GPS时间基准信号输入指示，频率与秒脉冲指示灯一致1PPM：分脉冲指示灯，绿色闪亮，频率为每分钟一次南京讯汇科技发展有限公司10TG(K)-3300系列GPS卫星同步时钟系统用户手册IRIGB：绿色快速闪亮为IRIG-B码输出指示灯LAN2：2号以太网口工作指示灯，白色ALARM：红色，长亮时为系统运行故障扩展时钟：其中：（1）显示窗口为当前时间，自左向右分别为年、月、日、时、分、秒；（2）状态灯第一行自左向右分别为：PW1：绿色常亮为主电源模块工作状态正常、熄灭为主电源模块失电SYNC：蓝色长亮为主时间基准(北斗或IRIG-B时码)同步数据输入，熄灭为尚未同步RUN：绿色闪亮为时钟当前系统运行正常1PPS：秒脉冲指示灯，绿色闪亮，频率为每秒一次1PPH：时脉冲指示灯，绿色闪亮，频率为每小时一次LAN1：1号以太网口工作指示灯，白色LAN：以太网口工作指示灯，白色，以太口有数据交换时闪亮第二行自左向右分别为：PW2：绿色常亮为次电源模块工作状态正常、熄灭为从电源模块失电ESYNC：蓝色长亮为副时间基准(北斗或IRIG-B时码)同步数据输入，熄灭为尚未同步RXD：绿色闪亮，GPS时间基准信号输入指示，频率与秒脉冲指示灯一致1PPM：分脉冲指示灯，绿色闪亮，频率为每分钟一次南京讯汇科技发展有限公司11TG(K)-3300系列GPS卫星同步时钟系统用户手册IRIGB：绿色快速闪亮为IRIG-B码输出指示灯LAN2：2号以太网口工作指示灯，白色ALARM：红色，长亮时为系统运行故障3、装置背板示意图及接线说明主时钟：主时钟后面板为可替换插卡的结构，可按照要求使用不同的功能模块进行置换获得各种信号输入输出及接口要求，上图所示为标准配置，自左向右分别为：PW1：主电源模块，包含电源输入接线端子和报警信号输出接线端子GPS：GPS信号输入天馈线接口FI：光纤时间同步信号输入接口(可替换为光纤时间同步信号输入接口及北斗卫星系统天馈线接口双功能模块)CPU：系统主控板，包括三个以太网接口及一个维护接口步信号输出接口TTL：TTL信号输出接口UART：串口信号接口B-DC：直流IRIG-B信号输出接口，每个模块提供10个直流IRIG-B信号B-AC：交流IRIG-B信号输出接口，每个模块提供8个交流IRIG-B信号PW2：副电源模块，与主电源模块作冗余供电，包含电源输入接线端子和报警信号输出接线端子FO：光纤时间同南京讯汇科技发展有限公司12TG(K)-3300系列GPS卫星同步时钟系统用户手册扩展时钟：扩展时钟后面板为可替换插卡的结构，可按照要求使用不同的功能模块进行置换获得各种信号输入输出及接口要求，上图所示为标准配置，自左向右分别为：PW1：主电源模块，包含电源输入接线端子和报警信号输出接线端子空置：标配空置，也可按照用户要求配置其他各种类型接口FI：光纤时间同步信号输入接口(可替换为光纤时间同步信号输入接口及北斗卫星系统天馈线接口双功能模块)CPU：系统主控板，包括三个以太网接口及一个维护接口FO：光纤时间同步信号输出接口TTL：TTL信号输出接口UART：串口信号接口B-DC：直流IRIG-B信号输出接口，每个模块提供10个直流IRIG-B信号B-AC：交流IRIG-B信号输出接口，每个模块提供8个交流IRIG-B信号PW2：副电源模块，与主电源模块作冗余供电，包含电源输入接线端子和报警信号输出接线端子四、GPS时钟的相关输出接口的测试方法时钟ip地址设置本时钟使用随机附带的设置线通过CPU板上的CLI接口连接计算机串口进行设置。打开开始菜单——程序——附件——通讯——超级终端。出现下图：南京讯汇科技发展有限公司13TG(K)-3300系列GPS卫星同步时钟系统用户手册在名称里输入GPS，点击确定。出现下图：连接时使用：选择COM1,点击确定。出现下图：端口设置选择：点击还原为默认值。点击确定。出现下图：在当前窗口输入@gps命令，进入时钟设置状态，时钟停止向计算机发送串口报文。南京讯汇科技发展有限公司14TG(K)-3300系列GPS卫星同步时钟系统用户手册输入@par，显示当前时钟配置：如下图，其中@et1，为1号端口IP地址，@et2为2号端口IP地址，如果需要设置光纤延时，只需在@ibx后输入延时值即可，其中x为光纤端口号，补偿单位为0.1微秒，即123为12.3微妙。完成输入后请务必用@rst命令来保存设置并重启时钟。时钟重启后即恢复每秒向计算机发送报文格式。建议在时钟重启后输入@par来检查当前配置是否正确。如下图所示，南京讯汇科技发展有限公司15TG(K)-3300系列GPS卫星同步时钟系统用户手册2.置命令一览表命令@par@etX@ibX@pps@rst@esc说明进入设置状态，时钟停止向设置计算机串口发送固定格式报文，但不影响时钟当前各种信号输出设置以太口IP地址，格式为@,X为以太网络口序号，为IP地址，地址为三位十进制格式设置光纤接口延时补偿值，补偿值单位为0.1微秒，格式为@ibXxxx,X为光纤口序号，xxx为延时补偿值设置秒脉冲延时补偿值，补偿值单位为0.1微秒，格式为@ppsxxx,xxx为延时补偿值保存并重起时钟，使配置命令生效退出设置界面，时钟恢复每秒向设置用计算机串口发送固定格式报文。3.B-DC的测试方法用万用表直流档，测出B-DC码输出电压为-2v左右跳变，说明输出接口正确。4.脉冲信号的测试方法用万用表导通档，测出（秒脉冲）每秒钟会有一个电阻变化值，说明输出接口正确，分脉冲一分钟会有个电阻变化值。5.串口测试方法RS232,com口2为信号接收，5为信号地线，RS485口，用com口的2，3，用超级终端观察，如果每秒钟发一次报文，说明串口输出正确。报文格式如下：时间日期报文：报文内容：时间报文应包括下列内容：时间：时、分、秒；日期：年、月、日；报文信息格式：ASCII码或BCD码或16进制码。数据位：8位，起始位：1位，校验位：无校验，停止位：1位。信息传输速率：9600bps报文发送时间：每秒输出。时间信息格式：＜Ｓ＞＜Ｔ＞DDDDDDDDDDDDDDD＜Ａ＞↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑同桢时时分分秒秒日日月月年年年年校标步头十个十个十个十个十个千百十个验准标位位位位位位位位位位位位位位字时志节结束南京讯汇科技发展有限公司16TG(K)-3300系列GPS卫星同步时钟系统用户手册其中，与秒脉冲（PPS）的前沿对齐，装置收到卫星信号则发送字符S，装置失步就停发字符S。串行数据通道接口RS-232，RS-485五、卫星天线安装说明请用GPS（北斗）装置原配天线BNC头与时钟正确连接（使用时禁止带电拔插天线），室外天线的放置位置对卫星同步时钟的正常工作有很大影响，因此在安放天线时请参照下图正确使用。注：北斗天线安装要求，天空正南方向必须无遮挡物。南京讯汇科技发展有限公司17TG(K)-3300系列GPS卫星同步时钟系统用户手册附录一NTP网络时钟报文协议的应用一、什么是网络时钟协议NTP（NetworkTimeProtocol）是由美国德拉瓦大学的教授于1985年提出，是设计用来在Internet上使不同的机器能维持相同时间的一种复杂的同步时间协议，NTP协议是使用最普遍的国际互联网时间传输协议，也是服务性能最好的时间传输协议之一，大型计算机和工作站经常使用这种时间传输协议。它可独立地估算计算机时钟偏差，也可以估算往返路由的时延差，以减小时延差所引起的误差，可以忽略那些看起来有明显错误的数据，并把看起来正确的数据计算平均值，然后再用来校准计算机系统时间，从而在网络上实现高精准度的计算机校时。SNTP（SimpleNetworkTimeProtocol），不像NTP可以同時和多个Server对时，一般在Client端下使用,主要用于那些不需要完整NTP实现复杂性的主机，它是NTP的一个子集，一般用于对单台工作站或个人主机对时，如果您有一群工作站需要同步或做较精密的时间运算建议使用NTP。标准的NTP采用的是RFC1350标准，并使用UDP端口123，简化的网络时间协议（SNTP）采用的是RFC1769标准。NTP协议使用UDP端口123，64bits的二进制数据，前32bits和TimeProtocol一样，后32bits用以表示秒以下的部份，加上网络传递延迟量的估计，理论上可以精确到2-32秒。现在绝大多数的操作系统中都已嵌入网络时间协议（NTP），只要计算机能联到互联网，就能进行远程计算机时钟校准，但实验表明采用这种技术其准确度和NTP服务器与用户间的距离有关，在洲际间的时间校准精度只能达到几百毫秒，甚至只能达到秒的量级，一般在国内或区域内可以获得1～50ms的时间校准精度，因此要提高设备的时钟精度，并充分考虑到网络的安全性问题应该找最近最稳定的时间服务器作为时间源才是最好的选择。目前有若干种时间同步技术，每一种技术都各有特色，不同技术的时间同步准确度也有较大差异，各种时间同步技术比较如下表所示。以下表内信息摘自http：///各种常用的时间同步技术比较表时间同步技术GPSSDH传送网授时长波授时短波授时互联网授时电话拨号授时精确度1～500us100us1ms1～10ms1～50ms100ms南京讯汇科技发展有限公司18覆盖范围全球长途区域全球全球全球TG(K)-3300系列GPS卫星同步时钟系统用户手册二、NTP网络校时我公司所生产的卫星同步时钟无操作系统限制，且现在绝大多数的操作系统中都已嵌入网络时间协议（NTP），一旦确认你的系统安装了NTP协议，需授时的设备具备网络接口，就可以通过网络获得精确的授时服务。WIN9x，WINME用户，可自行从http：///chinese/网站下载软件，也可手动添加安装NTP协议，作为系统授时软件；对于WINNT/2000/XP/2003、UNIX、LINUX操作系统自带网络校时服务，只需启动校时服务即可，同时也可作为它们的系统自动校时软件。针对网络时钟对时的调试，可采用免费软件，或从http：///htm/获得注册收费网络校时软件。三、NTPClock的时钟及网络校时设定的界面运行后，将弹出以下运行界面，用鼠标双击以下左或右界面，可以实现界面间相互切换，同时可在屏幕右下角看到时钟处于运行状态的小图标。鼠标移动到菜单“校时”的“网路校时设定”获得校时设定界面，将校时通讯协议设定为“SNTP”，“时间伺服器位址”中加入GPS同步时钟的网络地址，手动点“立即查询主机时间”按钮，“时间校正讯息”窗口立即显示当前工作状态，当前时间与标准时间相差多少等信息提示。查询主机时间方式有自动和手动两种，用户可按工作习惯自由选择，自动校时可拖动滚动条设定校时间隔。南京讯汇科技发展有限公司19TG(K)-3300系列GPS卫星同步时钟系统用户手册四、如何在WINXP/2003系统下校正网络时间进入操作系统后，用鼠标双击右下角时钟小标签，自动弹出“日期和时间属性”窗口界面；选中“Internet时间”标签，在服务器一栏写入时钟服务器（星同步时钟）正确的IP地址，选中“自动与Internet时间服务器同步”，点击“立即更新”按钮；界面上将提示当前同步状态，以下为“正在同步”“同步时间成功”的界面，同步成功后即可在屏幕右下角查看到同步后的新时钟。南京讯汇科技发展有限公司20TG(K)-3300系列GPS卫星同步时钟系统用户手册附录二IRIG-B码码元定义及波形IRIG-B码码元定义见表B.1，波形见图B.1，，IRIG-B码中的时间为北京时间。南京讯汇科技发展有限公司21TG(K)-3300系列GPS卫星同步时钟系统用户手册南京讯汇科技发展有限公司22TG(K)-3300系列GPS卫星同步时钟系统用户手册南京讯汇科技发展有限公司江苏省南京市建邺区奥体大街128号宋都奥体名座B座1604Tel：、58073426Fax：南京讯汇科技发展有限公司23