基于GPS和高精度实时时钟的时间同步方法
王向军，张亚元，张龙祥．基于GPS 和高精度实时时钟的时间同步方法[J ]．纳米技术与精密工程，２０１６，１４（１）：６６-７０．
Wang Xiangjun ，Zhang Yayuan ，Zhang Longxiang ．Time synchronization based on GPS and high -accuracy real -time clock [J ]．ＮａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＰｒｅｃｉｓｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１６，１４（１）：６６-７０（in Chinese ）．
基于ＧＰＳ和高精度实时时钟的时间同步方法
王向军１，２，张亚元１，２，张龙祥１，２
（１．精密测试技术及仪器国家重点实验室（天津大学），天津３０００７２；
２．天津大学微光机电系统技术教育部重点实验室，天津３０００７２）
摘 要：时间同步在航天测控、卫星遥感、军事靶场、视觉测量、电力运输等领域有重要意义．针对计算机时间系统
分辨率低的问题，提出使用全球定位系统（GPS ）接收机的整秒脉冲信号和串口时间信息，作为高精度的时间源，具
有高频率稳定性的时间模块与该时间源同步；计算机通过RS ２３２串口从时间模块获取时间信息，利用模拟精密时
间协议时间同步方法的过程，测量串口通信过程中的延时并补偿，完成计算机高精度时间同步．通过整秒脉冲比对
的方法测试时间同步的精度．实验表明，时间同步方法的同步精度优于５００μs ．
关键词：时间同步；GPS ；实时时钟；精密时间协议；串口通信延时
中图分类号：TH ７１４；TN ９８ 文献标志码：A 文章编号：１６７２-６０３０（２０１６）０１-００６６-０５
收稿日期：２０１５-０８-０７．
作者简介：王向军（１９５５— ），男，博士，教授．
通讯作者：王向军，xdocuxjw @vip ．１６３．com ．ＴｉｍｅＳｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎＢａｓｅｄｏｎＧＰＳａｎｄＨｉｇｈ-ＡｃｃｕｒａｃｙＲｅａｌ-ＴｉｍｅＣｌｏｃｋ
Wang Xiangjun １，２，Zhang Yayuan １，２，Zhang Longxiang １，２
（１．State Key Laboratory of Precision Measuring Technology and Instruments （Tianjin University ），Tianjin ３０００７２，China ；
２．Key Laboratory of MOEMS of Ministry of Education ，Tianjin University ，Tianjin ３０００７２，China ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Time synchronization plays a significant role in aerospace measurement and control ，satellite remote -sensing ，military range ，vision measuring ，electric power transmission and many other areas ．Ai -ming at the problem of low resolution of computer timing system ，this paper proposes a method of comput -er time synchronization ．It utilizes the pulses per second and time messages from a GPS receiver as the high -resolution time source ．The high -accuracy time module acquires time messages from time source and transforms them to the computer through RS ２３２serial port ．Time delay can be computed by imitating the process of precision time protocol synchronization ．The computer completes time synchronization by com -pensating time delay to the precision time ．The method of integral second pulse comparison can be used to test the synchronization precision ．Results show that precision can be better than ５００μs ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：time synchronization ；GPS ；real -time clock ；precision time protocol ；time delay in serial port communication
使不同设备或系统的时间轴在同一时刻读数相一
致的过程，被称为时间同步．时间同步广泛应用于航天
测控、卫星遥感、军事靶场、视觉测量、电力运输等领
域，具有重要意义[１-２]．目前时间同步的主要方法有全
球定位系统（global positioning system ，GPS ）授时技术、同步以太网技术、精密时间协议（precision time proto -col ，PTP ）等，能够达到亚微秒级别的同步精度；一般高精度的时间同步方式都要求相应的高成本硬件支