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采集卡高精度GPS授时方案

GPS授时系统是针对自动化系统中的计算机、控制装置等进行校时的高科技产品,GPS授时产品它从GPS卫星上获取标准的时间信号,将这些信息通过各种接口类型来传输给自动化系统中需要时间信息的设备(计算机、保护装置、故障录波器、事件顺序记录装置、安全自动装置、远动RTU),这样就可以达到整个系统的时间同步。

数据采集卡配合上GPS授时,能够给采集卡采集的数据打入时间信息。这个高精度的时间信息对很多应用场合是非常重要的,像闪电定位、雷电定位,系统高精度时间同步等等。

1、测试环境

采集卡、GPS、信号源之间的连线关系如下图所示:

采集卡GPS.png      GPS测试图.png  

测试条件:

   信号源输出脉冲信号,重复周期1秒,脉冲上升沿5ns,经三通输入给采集卡做通道触发。上位机分别配置两个采集卡采集脉冲信号,并输出最终的触发信号给GPS做打码。同时,采集卡读取GPS发出的打码时间信息,作为数据包头上传到上位机。

   GPS开机稳定运行2~3小时以上,打码3600次,约1小时。

   上位机用matlab解析时间信息,比对两个打码时间之间的误差。

2、测试结果

打码误差

打码误差.png

打码误差(Y:ns,X:打码index)

平均值:-15ns

标准差:29

直方图统计

GPS直方统计图.png


绝对值百分比分布

>100ns: 0.19%

>80ns: 5.97%

>60ns:9.06%

>40ns:12.39%

>20ns:28.14%

>10ns:47.56%

<=10ns:52.44%