随着计算机网络的迅猛发展，网络应用已经非常普遍，如电力、金融、通信、交通、广电、安防、石化、冶金、水利、国防、医疗、教育、政府机关、IT等领域的网络系统需要在大范围保持计算机的时间同步和时间准确，因此有一个好的标准时间校时器是非常必要的。为了适应这些领域对于时间越来越精密的要求，锐呈公司精心设计、自主研发了K系列NTP网络时间服务器。该装置内置GPS北斗二代授时模块，以GPS/北斗信号为时间基准，内嵌流行的NTP-SERVER服务，以NTP/SNTP协议同步网络中的所有计算机、DVR、控制器等设备，实现网络时间统一。

K801主时钟（NTP时间服务器、GPS网络同步时钟、北斗授时服务器）组合选用GPS 接收机/北斗二代接收机/外部B码基准，提供高可靠性、高冗余度的时间基准信号，并采用时间频率测控技术驯服晶振，使守时电路输出的时间同步信号同步在GPS/北斗/外部B码时间基准上，输出短期和长期稳定度都十分良好的高精度同步信号。

K801主时钟采用测频与智能驯服算法，使振荡器时间频率信号与GPS卫星/北斗卫星/外部B码时间基准保持精密同步。由于装置输出的1PPS等时间信号是内置振荡器的分频秒信号输出，同步于GPS/北斗信号但并不受GPS/北斗秒脉冲信号跳变带来的影响，相当于UTC时间基准的复现。采用了“智能学习算法”的GPS时钟，在驯服晶振过程中能够不断“学习”晶振的运行特性，并将这些参数存入板载存储器中。当外部时间基准出现异常或不可用时，装置能够自动切换到内部守时状态，并依据板载存储器中的参数对晶体振荡器特性进行补偿，使守时电路继续提供高可靠性的时间信息输出，同时避免了因晶体振荡器老化造成的频偏对守时指标的影响。

采用表面贴装技术生产，以高速芯片进行控制，无硬盘和风扇设计，具有精度高、稳定性好、功能强、无积累误差、不受地域气候等环境条件限制、性价比高、操作简单、免维护等特点，适合无人值守。该产品可以为计算机网络、计算机应用系统、流程控制管理系统、电子商务系统、网上B2B系统以及数据库的保存维护等系统提供标准时间信号和时间戳服务。

采用全模块化结构设计，其输入、输出、电源等均可灵活配置，并具有丰富的各类模块及板卡供选择（特殊需求可提供定制服务），对时信号的种类和数量都可根据需要灵活选择配置。装置有标准RS232、RS422/485、脉冲、IRIG-B、DCF77、PTP、NTP/SNTP协议时间输出等接口形式，可以适应各种不同设备的对时需要。装置输出1～7路NTP/SNTP网络对时信号。

装置的特点

1．时间精度高，达20nS。

2．守时精度高。装置内部守时单元采用了时间频率测控技术与智能驯服算法，晶体选用高精度恒温晶体振荡器，使装置守时准确度优于7*10-9(0.42μS/分钟)，即在外部时间基准异常的情况下，每天时钟自走时误差不超过0.6毫秒。如选配铷原子钟，30年自走时误差不会超过1秒。

3．模块化结构，NTP端口数量可灵活配置，*多配置14路NTP/SNTP网络对时信号。

4．双CPU同时工作，32位CPU双核处理器，性能极大提高。

5．支持单星授时模式，适用于收星效果不佳的情况（订货时须说明），有屋顶和贴窗天线可供选择。

6．采用GPS/BD2双系统授时，支持单GPS、单北斗、双GPS、双北斗、 GPS/北斗联合授时多种授时方式，并可通过串口、面板菜单等途径修改授时方式。

7．应用GPS授时技术/北斗二代授时技术/B码基准解码接收技术/高稳晶体振荡器守时技术授时，实现多基准冗余授时，能够智能判别GPS信号、北斗信号、外部B码时间基准信号的稳定性和优劣，并提供多种时间基准配置方法。

8．具有多个物理隔离的相互独立的10/100M网口（每个端口具有独立的MAC地址），多个端口可以灵活的配置使用，可以用在不断增长变化的网络环境中；还可用于不同的子网或不同的物理隔离的网络中。另外，还可用来作为NTP网管来使用，使多个物理隔离的网络共享时间服务器资源。

9．可同时为几十万台客户端、服务器、工作站提供时间服务。

10．支持WINDOWS9X/NT/2000/XP/2003、LINUX、UNIX、SUN SOLARIS、IBM AIX、HP-UX等操作系统及支持NTP协议的路由器、交换机、DVR、智能控制器等网络设备。

11．嵌入式系统，无硬盘和风扇设计，防震设计，系统稳定可靠。

12．机箱经防磁处理，抗干扰能力强。

13．高品质的工业级元件，高水准的电气设计，高密度集成的电路结构，使装置拥有良好的电气隔离和电磁屏蔽表现，整机无可调节器件，极大提高了装置抗干扰性能与可靠性保障。

14．采用双电源冗余供电，并选用高性能、宽范围开关电源，工作稳定可靠，装置电源供电自适应。（按订货技术协议配置，缺省为单电源。）

15．GPS/北斗接收天线重点考虑了防雷设计、稳定性设计、抗干扰设计，信号接收可靠性高，不受地域条件和环境的限制。

16．装置具有自复位能力，在因干扰造成装置程序出错时，能自动恢复正常工作。

17．装置提供一路可编程的TTL脉冲信号（1PPS/1PPM/1PPH）供时钟的准确度指标测试。

18．装置有电源中断告警、GPS/北斗失步告警、外部“B码输入”（后备时间基准）消失告警多路报警（继电器空接点）信号输出。

19．装置前面板有“电源指示”灯、“秒脉冲指示” 灯、“GPS/北斗信号输入” 灯、“B码信号输入” 灯、“GPS/北斗信号输入异常” 灯、“B码信号输入异常” 灯多种工作状态指示，便于运行值班人员的日常。

20．装置采用全模块化即插即用结构设计，支持板卡热插拔，配置灵活，维护方便，为将来其它信号基准源(珈俐略卫星信号、上游地面链路的DCLS信号、NTP/PTP时间基准信号等) 的接入提供了方便，同时为将来现场网络改造扩建时增加对时端口提供了方便。

21．装置不仅实现了板卡全兼容，还提供了丰富的信号接口资源和开放式特殊接口设计平台，兼容能力强。装置可提供多路脉冲信号（1PPS、1PPM、1PPH、事件，空接点、差分、TTL、24V/110V/220V有源、光）、IRIB-B信号（TTL、422、232、AC、光）、DCF77信号（有源、无源）、时间报文（RS232、RS422/485、光）、NTP/PTP网络时间信号，可以满足不同设备的对时接口要求。

22．装置可通过数码管在线显示GPS北斗卫星的当前收星个数，直观反映装置的同步状况。

23．通过面板菜单可直观显示天线的工作状态（断线、短路、正常）。

24．可人工输入起始时间自走时，便于用户模拟调试。

25．完善的北斗和GPS信号的性能监测，自动或手动选择主用卫星信号。支持本地和远程网管，通过WEB方式对设备进行远程管理，完成对设备的卫星接收状况、设备工作状态、参数设置等信息进行管理。

26．脉冲、串口信号输出可编程，按键设置,操作方便。

27．架装式结构，2U、19”标准机箱,安装方便。

装置的技术指标

1．运行条件

1）装置环境条件

工作温度：-20⁰C～+70⁰C；

贮存温度：-40⁰C～+85⁰C；

湿度：<95%。

2）电源

交流供电：220V±20%或110V±20% ，   47Hz～63Hz ；

直流供电：220V±20%或110V±20%；

装置电源供电自适应。

3）抗干扰

在雷击过电压、一次回路操作、开关场故障、二次回路操作及其它强干扰作用下，装置不误动作。

装置静电放电干扰试验、电快速瞬变脉冲群干扰试验、高频干扰试验、辐射电磁场干扰试验、阻尼震荡波干扰试验、浪涌（冲击）干扰试验符合标准GB/T17626-1998（电磁兼容 试验和测量技术）和GB/T15153.1-1998（远动设备及系统 第2部分：工作条件第1篇：电源和电磁兼容），并达到Ⅲ级及以上标准。

2．技术参数

1）GPS/北斗接收天线

频率：B1&L1；

阻抗：50Ω；

增益：42dB±2dB；（不含电缆）

噪声系数：≤2.2dB；

驻波比：≤2.0；

极化方式：右旋极化；

外接电缆：RG-58/U

连接器：BNC-J

防浪涌抗扰度性能：IEC61000-4-5标准 10kV；

工作温度：-45℃～+85℃； 

贮存温度：-50℃～+90℃；

湿度：100%，结露，全防水；

天线体积：φ106mm×121mm。

2）GPS/北斗二代信号接收器

授时模式

定位授时（支持单系统独立授时、双系统联合授时）

静态授时（用户输入位置）

单星授时

通道：192通道

授时精度：1PPS优于20nS（ 1σ）。

内部电池：电池类型：锂电池；电池寿命：≮25000h。

GPS接收器

接收频率（GPS L1）：1575.42MHz（L1信号）。

接收灵敏度：捕获<-160dBW，跟踪<-163dBW。

同时跟踪：正常状态下可同时跟踪8～16颗GPS卫星；

          装置冷启动时不小于4颗卫星；

          装置热启动时不小于1颗卫星。

捕获时间：装置冷启动时，<2min；装置热启动时，<20s。

北斗二代接收器

接收频率（BD2 B1 ）：1561.098±4MHz。

接收机灵敏度：-157.6dBW；

*定位时间(TTFF)：冷启动:35s,热启动:1s,失锁重捕获:<1s；

定位数据更新率：1Hz、2Hz、4Hz、8Hz、16Hz可选；

定位精度(RMS)：3m,三维；

速度精度(RMS)：0.1m/s；

3）时间保持单元守时精度：时间保持单元晶体振荡器选用OCXO，守时精度优于7*10^-9(0.42μS/min)。如选用铷原子钟，守时精度优于1μS/24小时。

4）功耗：≤20W。

5）平均*间隔时间(MTBF)≥70000小时；平均维修时间（MTTR）：一般不大于30分，使用寿命不少于20年。正常使用条件下无须维护。

6）输出时间与协调世界时（UTC）时间同步准确度：≤0.1μS。

7）时间同步信号接口：

1PPS/PPM/PPH脉冲信号：（TTL电平）准时沿：下降沿，下降时间≤10nS；

                                                                    下降沿的时间准确度≤0.1μS；     

                                                                     脉冲宽度：200mS；         

                                                                     输出阻抗：50Ω；

                                        （空接点） 准时沿：下降沿，下降时间≤150nS；

                                                                    下降沿的时间准确度≤1μS；   

                                                                     脉冲宽度：200mS；   

                                                                     允许外接电压：300V/DC，允许电流50mA。                   

空接点脉冲输出端口允许电流I_CE为100 mA时，订货时须说明。脉冲信号如需上升沿有效，订货时须说明。                            

时间报文：  

A．通讯波特率: 1200、2400、4800、9600可选。

B．数据格式:信息位8位，一位起始位，一位停止位，异或非校验，校验帧头之后校验字节之前的时间数据,ASCⅡ码。

C．信息格式: 每秒发送一次，格式为: 

                        S T D D D D D D D D D D D D D D D  A       

                        ↑  ↑ ↑  ↑  ↑ ↑  ↑  ↑  ↑ ↑  ↑  ↑  ↑ ↑  ↑  ↑  ↑   ↑

                           桢桢时时分分秒秒日日月月年年年年校 标 

                           头头十个十个十个十个十个千百十个验 准 

                                 位位位位位位位位位位位位位位字 时 

                                                                           节 结

                                                                                束

    其中，S与秒脉冲（PPS）的前沿对齐。例如:现在是2002年6月13号18点45分36秒，则发送信息格式为:ST18453613062002 A。

另外，可根据客户要求订制特殊规约。

D． 准确度：≤0.2mS。（如需更高精度要求，可做到10μS，订货时须说明。）

IRIG-B（DC）直流偏置信号接口：

准时上升沿的时间准确度≤1μS。

NTP协议时间：

支持协议：NTP,SNTP,web,ARP,UDP,TCP,ent,ICMP,SNMP,DHCP和TFTP；

网络接口：10/100M自适应以太网接口，RJ－45；

吞吐量：满足每秒10000次时间请求；

授时记录：保存*新300条；

时间准确度：

10MHz信号(内部守时选用OCXO时指标)：

波形：LVCMOS,方波；

输出电压：VOH min>2.4Vdc，VOL max<0.5Vdc；

上升/下降时间<10ns；

占空比：40%～60%，典型50%；

精度：±1.5E_12；

短稳：<1E_11；

相位噪声：-130dBc/Hz@1kHz，如选用铷原子钟-148dBc/Hz@1kHz。

8）重量：4.6kg。

9）外形尺寸：本装置为架装式结构，高度2U、宽度19”标准机箱,具体外形尺寸如图所示：

   图K801外形尺寸图

网络对时方案：

方案1：局域网单台时间服务器的时间同步

时钟装置以接收到的GPS/北斗信息（串口+1PPS）为时间源，通过NTP/SNTP协议同步网络中的所有计算机、路由器、交换机、智能控制器等设备,实现网络授时。大部分操作系统都自带NTP服务，只需做一下设置即可。我公司也提供NTP客户端软件，安装运行也可实现同步。

图 NTP网络授时示意图

方案2：局域网两台时间服务器冗余的时间同步

全网配置一套时间同步系统，由两台K801网络时间服务器、交换机、网络和客户端组成。两台网络时间服务器放置在机房交换机机柜中，以NTP 协议方式向全网的客户端授时。两台网络时间服务器以冗余热备模式工作，提高了系统的可靠性。系统结构图如下：

图 局域网两台时间服务器冗余的时间同步系统图

两台网络时间服务器互为热备，网络时间服务器1作为主时间服务器，网络时间服务器2作为备用时间服务器。当主时间服务器的GPS/北斗信号接收单元发生故障时，自动切换至备用时间服务器的GPS/北斗信号接收单元接收到的时间基准信号，从而保证系统的可靠性。当主时间服务器的GPS/北斗信号接收单元恢复正常后，该网络时间服务器自动切换回正常工作状态。

当网络时间服务器都接收不到两路外部时间基准信号时，切换到内部守时，仍能保证输出较高精度的时间信息；当外部时间基准信号接收恢复时，自动切换回接收外部时间基准信号的工作状态。

两台网络时间服务器的RJ45口分别接到交换机上，各分配一个IP地址，如网络时间服务器1的IP地址为IP1, 网络时间服务器2的IP地址为IP2,则两个IP地址就作为网内的标准时间服务器地址。客户端PC机可使用操作系统自带NTP服务，也可使用我公司提供的客户端软件。本软件可输入两台网络时间服务器的IP地址， IP1地址作为主地址，IP2地址作为备用地址，当客户端因某些原因无法从主地址获取时间信息时，则自动从备用地址获取时间信息。

卫星显控软件CDT：

卫星显控软件CDT（Control & Display Tool）为用户提供图形化界面，通过该软件用户可以便捷地通过串口控制GPS北斗卫星接收机并进行功能设置、获取所需信息。

CDT 包含以下基本功能：

 用于记录各类日志的图形化窗口（Logging Control View）

 对接收机下发指令的窗口（Console View）

 以ASCII-format 显示并配置当前的接收机的输出窗口（ASCII View）

 显示卫星概略方位、PRN、信噪比的图形化窗口（Conslation View）

 接收机当前点和历史点的轨迹窗口（Trajectory View）

 接收机的位置、速度和时间窗口(PVT View)

下图分别为星座图、轨迹图、卫星跟踪状态视图：

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图 卫星显控软件CDT图形界面