GPS Zeitserver für Network Time Synchronisation

Das GPS-System ist ein satellitengestütztes Navigationssystem des US-Militärs betrieben. Das System ist auch für die zivile Nutzung ohne Abo-Verpflichtung. Das GPS-System wird hauptsächlich als hochgenaue globales Positionierungssystem bestimmt. Doch jedes GPS-Satelliten hat auch an Bord eines hochgenaue Atomuhr, ideal für die Bereitstellung einer genauen Zeitreferenz für Computer-Netzwerk Zeitsynchronisation.

Dieser Artikel beschreibt, wie GPS Zeitserver Systeme präzise Timing-Informationen zu erhalten, um eine sehr genaue Timing-Referenz für Netzwerk Zeitsynchronisation bieten.

GPS Zeitserver

Das GPS-System besteht aus einer Konstellation von umlaufenden Satelliten 24 mit jeweils einem genauen Atomuhr Taktreferenzsignal. Das System deckt den gesamten Globus. Genaue Zeitinformationen kontinuierlich aus jedem der Satelliten ausgestrahlt. Die Broadcast-Zeitinformation kann leicht mit einer relativ preiswerten GPS-Antenne und Empfänger empfangen werden.

GPS-Zeit wird als Universal Coordinated Time (UTC), die ähnlich wie Greenwich Mean Time (GMT) ausgestrahlt wird. UTC-Zeit ist die gleiche weltweit, es nicht mit Zeitzone oder Sommerzeit variieren. UTC ist ein hochpräzises Atomzeit Norm von Atomuhren in den nationalen Normen Labors befindet gepflegt. UTC hat einheitliche Sekunden durch die Internationale Atomzeit (TAI) Institut definiert.

GPS Radio Transmissions

Die GPS-Satelliten übertragen Informationen als sehr low-power Hochfrequenz-Übertragungen. Zwei spezielle Frequenzen verwendet werden, ein für die zivile Nutzung kodiert L1 und ein für militärische Zwecke codierte L2. Die zivile L1-Frequenz liegt bei 1575 MHz übertragen. Die schwache Funkübertragung kann leicht durch Kunststoffe und Glas passieren wird aber von Metall und Stein blockiert.

GPS-Antenne

Die GPS-Antenne muss, um eine gute Sicht auf den Himmel haben, um Übertragungen von so viele Satelliten wie möglich zu erhalten. Im Idealfall ist eine Dachantenne besten mit einem vollen 360-Grad-Sicht auf den Himmel. Doch oft eine Antenne an der Seite eines Gebäudes mit einem 180-Grad-Sicht auf den Himmel befindet sich angemessene sofern der Horizont ist nicht allzu verdeckt.

GPS Antennen Typen

Die GPS-Antenne ist im Wesentlichen ein Signalverstärker. Die Antenne verstärkt die empfangenen GPS-Signale zur Übertragung entlang einem Kabel zu einem Empfänger für die Decodierung. Koaxialkabel wird im Allgemeinen verwendet, um das Signal von Informationen zwischen der GPS-Antenne und Empfänger übertragen. GPS-Antennen sind in einer Vielzahl von Formen und Größen. Die häufigsten Antennen Typen, die Pol-Montage kuppelförmige Antennen und kleine Patch-Typ Antennen. Der Pol-Montage-Antenne Schrauben auf einer Gewindestange zur Montage. Während der Patch-Antenne ist eine kleine flachem Boden Gerät ideal für die Montage auf einer Fensterbank.

GPS-Receiver

GPS-Empfänger decodiert die GPS-Übertragung von der Antenne in eine verwendbare Format empfangen. Es gibt eine Reihe von Protokollen, die von GPS-Empfängern, wobei die häufigste NMEA. Das NMEA-Protokoll besteht aus einer Reihe von Sätzen. Jeder NMEA bietet ein Paket von Informationen, bestehend aus Uhrzeit, Datum und Positionierung Informationen. Das Protokoll enthält auch Informationen anzeigt sichtbaren Satelliten und Satelliten-Standort.

GPS Zeitserver kann nutzen eine spezielle GPS-Timing-Empfänger. Timing-Empfänger haben zusätzliche Funktionen, eine hochgenaue Referenzzeit gewährleisten. Sie können auch eine automatisierte Erhebung und vergleichen Satelliten Atomuhren für Synchronität zu überprüfen. GPS-Zeit-Server kann ferner eine genaue Puls pro Sekunde (PPS)-Ausgabe von dem Empfänger erzeugt wird. Ein PPS-Ausgang bietet eine hochgenaue Referenz Auslöser für GPS Timing.

GPS Antenna Installation

Die maximale Kabellänge, die von einem GPS-Antenne und-Empfänger genutzt werden kann, hängt von der Verstärkung der Antenne und der verwendete Koaxialkabel. Eine typische Antenne mit einem GPS Zeitserver verwendet werden, können 35dB Verstärkung. RG58 Koax eine Dämpfung von 0.64dB / m bei 1575MHz. Ein Kabel 35/0.64 = 55m laufen konnte daher genutzt werden. Höhere Qualität Koax hat einen viel niedrigeren Dämmwert ermöglicht längere Kabelwege. Auch GPS-Verstärker und updown Konverter können genutzt werden, um Kabellängen noch weiter zu erhöhen. Surgelightening Ableiter sind auch auf extern montierten GPS-Antennen empfohlen, teure Netzwerk-Geräte vor möglichen Schäden durch Blitzschlag zu schützen.

Zusammenfassung

Das Global Positioning System bietet eine hochgenaue Referenzuhr ideal für Netzwerk-Zeitserver-Systeme und Computer-Zeitsynchronisation. Genauigkeiten von einigen Nanosekunden vernünftigerweise mit relativ preiswerten GPS-Empfängern und Antennen erreicht werden.