基于北斗的网络授时系统研究

【摘要】高精度的时间基准在AIS网络中扮演着特殊且重要的作用。本课题研究的基于北斗的网络授时系统是采用将北斗授时功能与网络时间同步相结合的技术设计实现的精确授时系统,该系统授时精度为1-10毫秒。它能够有效的维持AIS基站网络中各个站台之间时间同步。本文主要研究的基于北斗的网络授时系统主要包含两个方面,其一是基于北斗的授时时钟源部分的设计与实现,该部分重点在于通过微处理器与PPS信号完成UTC时间的修正,进而获取较为准确的标准时间信息。其二是网络时间同步系统的设计与实现,目的是利用时钟源产生的标准UTC时间信息结合网络时间协议,对网络中各个主机时间予以同步。因此本文的设计分为授时时钟源和网络时间同步两个部分。在授时时钟源部分根据需求设计制作了时钟源部分的PCB电路板,结合Keil集成开发环境下C语言编程,设计开发了基于北斗授时功能的时钟源软件系统。该部分选择ARM7为处理器,利用处理器串口接收并解析NEMA0183格式北斗电文,进而获取标准UTC时间。利用北斗模块提供的PPS信号完成了本地系统晶振频率的测量和系统延时的测量,并根据延时误差对解析得到的标准UTC时间信息予以补偿,最终产生精度较高的标准时间频率信息。第二部分是在Windows环境下以Qt为开发平台,结合C++语言编程设计开发了网络时间同步软件系统。该部分主要利用C++编程完成服务器端和客户机端软件设计,利用网络时间协议在服务器端与客户机端通过定时交换NTP数据包,完成客户端与服务器端时间同步功能。授时时钟源部分与网路时间同步系统部分相结合构成了本课题所研究的基于北斗的网络授时系统。本研究是在国家支撑计划项目“高可用新体制AIS船舶自主导航系统”(2012BAH36B00)的资助下进行的,研究内容为该系统的基站同步提供了一种解决方案。
【作者】刘馗；
【导师】张淑芳；吴凤君；
【作者基本信息】大连海事大学，电子与通信工程，2014，硕士
【关键词】时间同步；北斗；PPS；NTP；

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