基于GPS 的时间和频率解决方案

基于GPS的时间和频率解决方案基于GPS的时间和频率解决方案全球定位系统（GPS）星群由24颗或更多人造卫星组成，它们分别位于6个轨道平面内，高度大约是12550英里。这些人造卫星通过星载的原子钟进行同步，不断地以L波段上的两个频率来传送测距信号、它们当前的时间以及轨道动态，这两个频率分别被称为L1（1575.42MHz）和L2（1227.6MHz）。民用GPS通常只使用L1波段，而勘测与军事用途则需要同时使用L1和L2波段。GPS星群的设计要保证在任何给定时间、在地球上的任何位置都至少能够看到4颗人造卫星。使用4颗GPS人造卫星的测距和传送的人造卫星轨道信息，GPS接收器就能够准确地求出位置和时间。这是借助于数学手段，通过求出以4个或更多的人造卫星为中心的4个或更多球体的交点而完成的。通过GPS位置解算可以得到当前的纬度、经度和高度，误差在5m以内（仅使用L1波段），而定时则精确到10ns以内。如果GPS接收器的位置固定，就可以将位置解固定，并采用距离测量来进一步提高时间解的精度。同样，位置固定的接收器只要能看到一颗人造卫星就能够得到时间解，这种情况可能出现在接收器的天空视野被部分遮挡的时候。GPS系统同步到其自身的时间标度——GPS时间，由美国海军天文台（USNO）提供。USNO运营着两台主时钟设备来为GPS系统提供准确的时间，其中一台在美国华盛顿特区（USNO），而另一台则在美国科罗拉多温泉（ColoradoSprings）县（AMC）。GPS时间也与协调世界时间（UTC）保持同步，后者是国际时间标准。但是与UTC不同的是，UTC使用闰秒来加以修正以补偿地球自转的变化，而GPS时间则是一种连续的时间标度，无须上述修正。GPS时间标度中没有时间跳跃，这一点简化了GPS接收器中连续的时间和位置求解。在1980年，UTC和GPS时间