GPS说明书09版剖析.docx

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GPS说明书09版剖析

一、概述

（1）

二、技术指标

（1）

（一）GPS技术指标

（1）

（二）北斗技术指标

（2）

三、通讯规约

（2）

四、SZ系列电网标准时间同步钟（4）

（一）SZ-2型（4）

（二）SZ-2U型（5）

（三）SZ-2UA型（6）

（四）SZ-2UD型（7）

（五）SZ-2UW型（8）

（六）SZ-4U型（8）

（七）SZ-4UA型（10）

（八）SZ-5000型（11）

1、SZ-DUA（14）

2、SZ-BDA（15）

3、SZ-TM12/14/22/24（16）

4、SZ-FIB8/82（17）

5、SZ-IRIG-B（18）

6、SZ-232&485（18）

7、SZ-NET（19）

五、SZ系列配套设备（19）

1、SZ-LED远距离显示器（19）

2、光纤系列产品（20）

六、SK系列（插卡式）电网标准时间同步钟（24）

（一）SK-2UA（24）

（二）SK-BM（26）

七、使用说明（27）

八、附录（27）

附录1技术指导（27）

附录2机箱尺寸（28）

一、概述

随着电力系统自动化技术的发展，系统对时间统一的要求越来越迫切，对时间的同步精度也越来越高，我们研制的标准时间同步钟就是专门为电力系统的自动化提供高精度时间基准的时间同步设备。

一种以美国导航星全球定位系统（GPS）为时间基准，时间同步精度1μs，它选用美国专业生产厂家生产的GPS接收机部件进行二次开发研制而成，它可以同时跟踪视场内的12颗GPS卫星，自动选择最佳星座进行定位、定时；另一种以我国“北斗一号”卫星为时间基准，时间同步精度优于1μs，它同时跟踪3颗北斗卫星，具有高精度的授时性能及完备的自主完好性监测功能。

这两种标准时间同步钟输出与协调世界时UTC时间同步精度为1μs的秒（1PPS）、分（1PPM）、时（1PPH）定时脉冲和北京时间的钟面；还可实现工频量的测量，按照一定格式经串行口分别输出日期、时间、周波钟、周波数、钟差、事件产生时刻和安全运行天数等信息，供电力系统需要标准时间尺度的各种自动化装置使用。

本设备采用单片机控制，软硬件结合的技术设计，充分利用GPS/BD北斗接收组件的潜力。

因此系统具有可靠性高、功能多、精度高、性价比好和操作方便等特点，完全可以满足电力系统时间同步要求。

它的使用推广，将大大促进和提高电力系统的事故分析，故障测距和继电保护等自动化技术的发展。

二、技术指标

（一）GPS技术指标

1.接收频率：

1575.42MHz，可同时跟踪8～12颗GPS卫星。

2.天线射频灵敏度：

-166dbw，天线配带30米馈线。

3.捕获时间：

20秒～2分钟

4.1PPS输出

定时准确度：

1μs电平：

485电平

极性：

正脉冲脉宽：

约20～200ms

阻抗：

50Ω　前沿：

＜20ns

5.1PPM输出

定时准确度：

1μs电平：

485电平

极性：

正脉冲脉宽：

约20～200ms

阻抗：

50Ω前沿：

＜20ns

6.1PPH输出

定时准确度：

1μs电平：

TTL电平

极性：

正脉冲脉宽：

约1s

阻抗：

50Ω前沿：

＜20ns

7.周波测量精度：

0.001周。

8.安全运行天数：

可人工预置或清除。

9.突发事件测量：

测量精度1μs，格式为XX年XX月XX时XX分XX秒XXX毫秒XXX微秒。

本机可存储三组突发事件时刻。

*10.工频钟：

50Hz市电驱动运行的时钟，开机时与标准钟同步。

*11.钟差：

标准钟减去工频钟的差值，同步时差值为零，精度20毫秒，钟差值的大小反映电网运行的质量。

*12.经度、纬度：

电网同步钟所在的地理位置。

13.显示：

显示内容包括周波数，日期，时间，安全运行天数，经度，纬度，工频钟面，钟差（标准钟—工频钟），突发事件时刻。

14.串行口：

输出编码（年月日时分秒），工频钟时间（时分秒），钟差、周波数和突发事件产生的时刻，每秒发一次。

输出有RS232电平和RS485电平。

15.电源：

输入电压范围：

交直流86~256V

最大输出功率：

15W

输入频率范围：

47～63Hz

工作温度范围：

-10℃～+55℃

（二）BD北斗技术指标

1.跟踪3颗卫星，处理6个波束数据。

2.天线射频灵敏度：

-157.6dbw，使用有源微带天线。

3.捕获时间：

优于3分钟。

4.其它指标同GPS系列。

注：

*表示部分机型已取消此项功能。

三、通讯规约

SZ系列GPS既可以采用报文方式软件对时，又可以采用脉冲方式硬对时，其中报文方式的通讯规约有六种。

1.规约1

接口标准：

RS232或RS422/RS485

通讯速率：

4800b/s

数据位：

8位（ASCⅡ码）

起始位：

1位

停止位：

1位

校验位：

无

输出报文格式：

语句1：

BJT，YYMMDD，hhmmss，±XXXX.XX，HHFFPP，ff.f1f1f1＜CR＞＜LF＞

语句2：

SOE，YYMMDD，hhmmss，UUUUUU＜CR＞＜LF＞

语句3：

ERR,YYMMDD，hhmmss＜CR＞＜LF＞

其中：

BJT表示北京时间，SOE表示外部事件，ERR表示信号丢失或接收卫星少于3颗。

YY为年，MM为月，DD为日，hh为时，mm为分，ss为秒，UUUUUU为微秒，±表示钟差的符号，XXXX.XX为钟差值（标准钟—工频钟），单位为秒，HHFFPP分别为工频钟的时，分，秒。

ff为周波数的两位整数部分，f1f1f1为周波数的三位小数部分。

（如年份需要四位表示，即YYYY，请说明）

*正常情况，只发语句1；

*有外部事件时，发语句2；

*当出现信号丢失或接收的卫星少于3颗时，发告警语句3。

语句3中的YYMMDD，hhmmss，表示失星时的年、月、日、时、分、秒。

串口输出年，月，日，时，分，秒，工频时间，钟差，周波数和外部事件产生的时刻（准确到微秒），每秒发送一次，起始位与标准秒的同步误差小于0.2ms。

2.规约2

接口标准：

RS232或RS422/RS485

通讯速率；4800b/s

数据位：

8位（数据为压缩BCD码，字符为ASCⅡ码）

起始位：

1位

停止位：

1位

校验位：

无

输出报文格式：

HHMMSSYYM1M1DDFFF1F1F2F2H2H2M2M2S2S2

其中:

为起始符，为工频标志，为周波标志，为结束标志，以上均为ASCⅡ码。

HHMMSSYYM1M1DD分别为北京时间：

时，分，秒，年，月，日；

FF为周波数的整数部分；

F1F1为周波数的小数点后第一、第二位小数；

F2F2为周波数的小数点后第三、第四位小数；

H2H2M2M2S2S2为周波钟的时分秒；

以上数据均为压缩BCD码。

3.规约3（IRIG—B）

数据格式：

秒、分、时，一年中的第n天，每秒发送一次，内含100个脉冲。

分直流码和交流码两种（参考IRIG-BIEEE1344-1995）。

4.规约4（DCF77）

数据格式：

分、时、星期、月、年，以BCD方式编码，每分钟组装完成整个报文信息，以TTL或RS232方式输出。

5.规约5（T格式）

ASCII数字和序列（“00”秒时）：

注：

T=响应请求或信息字头

每个整分自动发送时间信息

接收到“T”后，每分钟循环发送时间信息

：

=隔离时间单位

接口方式：

RS232或RS422/RS485

通讯速率：

9600b/s

数据位：

8位

起始位：

1位

停止位：

1位

校验位：

无

6.规约6（NTP协议、TCP/IP协议）

NTP协议对时是以客户机服务器的方式进行通信，每次通信共计两个包，客户机发送一个请求数据包，服务器接收后回一个应答数据包来对时。

TCP/IP协议为广播方式向本网络发送数据包，每秒一次。

报文格式为规约1。

网络对时时，服务器的IP地址可以自己设置。

提供修改IP地址的软件。

四、SZ系列电网标准时间同步钟

（一）SZ—2型

1.结构

采用台式ABS塑料机箱，尺寸为230mm（宽）×110mm（高）×275mm（深），颜色为灰色。

2.功能

具有6位LCD和8位LCD两个显示窗口，有4个RS232或RS422/485串行口输出报文对时，1个秒脉冲，1个分秒脉冲，1个时脉冲输出口，串口输出可选择规约中任何一种。

出厂配置为：

串口输出规约1。

3.面板说明

面板布置示意图如图4.1所示

（1）液晶显示屏1：

6位LCD显示器，显示测量的周波数。

格式为：

XX.XXXH，单位为赫兹。

不接周波线时，显示年、月、日。

格式为：

YY.MM.DD。

（2）1PPS指示灯：

接收机跟踪时，每秒闪烁一次。

（3）液晶显示屏2：

8位LCD显示器，用于显示接收机的状态，时间，日期。

4.背板说明

背板布置示意图如图4.2所示。

图4.2

（1）天线输入插座

（2）1PPS输出插座：

BNC高频插座，TTL电平输出，外壳为地。

（3）1PPM输出插座：

BNC高频插座，整分时输出一个约为20～200ms宽的正脉冲，TTL电平输出，外壳为地。

（4）1PPH输出插座：

BNC高频插座，整点时输出一个约为1s宽的正脉冲，TTL电平输出，外壳为地。

*（5）突发事件输入插座：

BNC高频插座，突发事件输入为通断信号，平时触点是断开的，突发事件产生时接通，外壳为地。

（6）串口1、2、3、4：

RS232接口，DBP孔接线定义：

2#脚信号发送、5#脚信号地，输出规约1；如需输出RS422/485应提前说明，DB9针接线定义为：

2#脚TR+、4#脚TR-。

（7）周波测量输入插座：

要求直接输入电网上的交流220V电压，用于测量周波数。

（8）交直流电源插座。

（9）保险丝插座（1～2A）

（10）电源开关

注：

*表示某些型号此功能已取消。

（二）SZ-2U型

1.结构

标准2U工业机箱，尺寸为482.6（宽）mm×88.90mm（高）×240mm或320mm（深），深度可由用户选定，颜色为灰色。

2.功能

除具备SZ-2型GPS所有功能外，增加了四个备用串口，用作串口扩展。

出厂配置为串口1、2、3、4输出规约1，其它串口备用。

3.前面板说明类似SZ-2型

4.背板说明

（1）天线输入：

BNC高频插座

（2）1PPS输出插座：

BNC高频插座，RS485电平输出，外壳为负。

（3）1PPM输出插座：

BNC高频插座，RS485电平输出，外壳为负。

（4）1PPH输出插座：

BNC高频插座，TTL电平输出，外壳为地。

*（5）外部事件输入插座：

BNC高频插座

（6）串行接口：

RS232接口定义为2#脚信号发送、5#脚信号地。

RS422/485接口定义为2#脚TR+、4#脚TR-。

（7）IRIG-B（DC）：

备用口，接口定义RS232方式2#脚信号发送、5#脚信号地，RS485方式2#脚TR+、4#脚TR-。

（8）IRIG-B（AC）：

备用口，接口定义为2#脚、4#脚接信号

（9）保险丝插座（2A）

（10）周波测量输入插座：

直接输入电网上的交流220V电压。

（11）电源插座

（三）SZ-2UA型

1.结构

标准2U工业机箱，尺寸为482.6（宽）mm×88.90mm（高）×290mm（深），颜色为灰色。

2.功能

具有6位LCD和8位LCD两个显示窗口，秒/分/时脉冲各1路，2路RS232串口，2个RS485串口，4付备用端子：

根据用户需要选配（光隔分脉冲、IRIG-B码、掉电和失步告警）。

出厂配置为：

串口输出规约1。

3.前面板说明类似SZ-2型。

4.背板说明

背板布置示意图如图4.4所示。

输出两段凤凰端子，18芯端子输出依次为1PPS（RS48