PS10、PN10型
卫星时钟说明书Global Positioning System Clock
Datasheet
UG20100
R129
09/04
目录
1概述 (1)
2设备功能 (2)
2.1基本功能 (2)
2.2主要特性 (2)
2.2.1三重冗余时钟源 (2)
2.2.2接口模块化构架 (2)
2.2.3多种输出信号 (3)
2.2.4远程信号的光传输 (3)
2.2.5高精度B码实现 (3)
2.2.6网络时间服务 (3)
2.2.7高可靠性和稳定性 (3)
2.2.8便捷直观的本地维护 (3)
3功能模块 (4)
3.1串行信息模块 (4)
3.2脉冲时标模块 (4)
3.3TTL电平模块 (4)
3.4差分信号模块 (5)
3.5信号调制模块 (5)
3.6网络接口模块 (5)
3.7光接口模块 (5)
3.8时钟源模块 (5)
4主要指标 (6)
4.1GPS性能 (6)
4.1.1天线指标 (6)
4.1.2接收模块 (6)
4.1.3同步性能 (6)
4.2北斗性能 (6)
4.2.1天线指标 (6)
4.2.2接收模块 (6)
4.2.3同步性能 (6)
4.3环境指标 (6)
5设备结构与安装 (7)
5.1设备面板 (7)
5.2天线的安装 (7)
5.3设备的安装 (8)
5.4外时钟信号的接入 (9)
5.5工作状态指示 (9)
5.6告警端子输出 (9)
5.7工作电源及接地 (9)
5.8本地维护接口 (9)
5.9面板按键 (9)
5.10随机标配线 (11)
5.10.1串口连接线 (11)
5.10.2网络连接线 (11)
I
5.10.3同轴连接线 (11)
5.11输出接口的连接 (11)
5.11.1DB9口的连接 (12)
5.11.2接线端子的连接 (13)
5.11.3BNC口的连接 (14)
5.11.4光纤的连接 (14)
5.11.5以太网络的连接 (14)
6使用说明 (14)
6.1设备开机运行 (14)
6.2模块接口描述 (15)
6.2.1RS-232C接口 (15)
6.2.2RS-485接口 (16)
6.2.3脉冲信号输出接口 (16)
6.2.4差分输出接口 (17)
6.2.5IRIG-B时间码（DC） (17)
6.2.6IRIG-B时间码（AC） (18)
6.2.710Base-T和10/100Base-TX网络接口 (18)
6.2.8光纤接口 (19)
6.2.9时钟源模块 (20)
6.3支持协议 (20)
6.3.1厂家报文 (20)
6.3.2上海电力报文(SMEPC) (22)
6.3.3NMEA0183-RMC报文 (22)
6.3.4ETR(External Time Reference)格式的TOD报文 (22)
6.3.5HOPF 6021 Time and Date Protocol (23)
6.3.6北京时间报文(BJT Protocol) (24)
6.3.7DCF77报文 (24)
6.3.8用户自定义报文 (25)
6.3.9NTP网络时间服务协议 (25)
6.4GPS时间数据的接收 (25)
7机械参数 (26)
7.1卫星天馈线 (26)
7.2天馈线避雷器 (26)
7.3天馈线支架 (26)
7.4机箱尺寸 (26)
8维护说明 (27)
8.1安全使用 (27)
8.2常见问题（FAQ） (27)
8.2.1首次开机为什么很长时间难同步 (27)
8.2.2设备的网络模块无法找到其IP地址 (27)
8.2.3Windows操作系统下的NTP客户端设置 (27)
8.2.4随机应用软件接收不到时钟设备的输出数据 (28)
8.2.5设备LCD显示异常 (28)
8.2.6设备在正常投运后，发生长时间无法同步 (28)
8.3相关信息 (29)
II
PS10 / PN10 1
图1-1 GPS 卫星时钟系统原理图
1 概述
PS （N ）10型GPS （或北斗）时钟系统利用全球定位系统（ Global
Positioning System ）或北斗卫星发送的协调世界时（UTC ）时间信号，为各种自
动化装置用户提供全球统一同步的准确的时钟信号源；也可直接接入计算机网络，
使大范围、跨地区的计算机及网络系统获得准确的标准同步时间。该卫星时钟系统
采用专用GPS （或北斗）接收器作为时间标准，精确计算闰年、闰秒。具有精度高、
可靠性高、全天候的特点，可广泛使用于航空、交通、电力、化工、军事、电信、
金融、气象等行业。在电力系统，可广泛用于电厂DCS 系统、发变机组保护装置、
线路保护、保护信息管理机、故障录波器、快切装置、事件记录仪、电厂MIS 系统、
能量管理系统、综合自动化系统、调度自动化系统、微机继电保护及安全自动装置、
远动及微机监控系统和子母钟系统等。
卫星时钟系统工作原理见图1-1。主时钟由时间信号接收（输入）单元、时间保
持单元和时间信号输出单元三个主要部分组成。
卫星信号接收模块通过卫星天线可同时跟踪和接收多颗GPS （或北斗）卫星发
送的频率为1575.42MHz （或2491MHz ）的UTC 信号，经处理输出NMEA0183格
卫星时钟说明书
式或其它标准的信息，微处理单元（MCU）对上述信息进行处理，换算成本地时间等信息后送液晶显示，并按照一定格式和方式经接口电路输出。主时钟内部的时钟，在接收到外部时间基准信号时被外部时间基准信号同步；在接收不到外部时间基准信号时保持一定的走时准确度，使主时钟输出的时间同步信号仍能保证一定的准确度。内部时钟的振荡源可以根据时钟精度的要求选取，选用恒温晶振时，标准时间同步钟的时间保持单元的时钟准确度可优于1×10-8。
2 设备功能
作为一款通用性GPS（或北斗）卫星时钟，既可简单满足一般场合或小型的自动控制系统中各种自动化设备对标准时间的需求，又可在多级时间同步系统中的作为一级GPS/北斗时间服务器进行组网，为整个同步系统提供精准的GPS/北斗时钟源。
2.1 基本功能
液晶显示本地时间的公历年、月、日和时、分、秒，卫星同步情况以及电源工作频率。
设备接口模块化构架设计，提供5个空插槽，每个空插槽中可根据具体需要选配一个功能模块，整机可提供最多40路时间信号或时标输出；
通过串行接口（RS232、RS485）每秒输出信息：本地时间的公历年、月、日和时、分、秒，卫星的同步情况；实时脉冲输出（PPS/PPM/PPH可灵活设置），TTL 电平、空接点或有源接点；产生带有全时间信息的符合IEEE 1344-1995标准的IRIG-B时间码，DC或AC信号输出；可提供10/100 Base-TX 以太网接口，支持UDP/SNTP协议。
设备状况继电器接点告警输出：含电源告警、GPS失锁告警、外部时钟源失锁告警。
2.2 主要特性
2.2.1 三重冗余时钟源
主时钟能同时接收并监视内部卫星模块信号和一路外部IRIG-B时钟源输入信号。系统优先选用同步卫星信号；当卫星信号失锁时选用外部备用的IRIG-B
同步输入信号；当卫星信号和IRIG-B信号都失效时，主时钟内部自守时，守时
精度可优于1×10-8；当卫星信号恢复同步锁定后，系统自动切换回内部卫星信
号。主时钟的三重冗余时间源配置，确保了其时间信号和时标输出的精度性和
稳定性，方便实现主时钟之间的信号互为备份和组网要求。
内部GPS模块可更换成同步精度更高的GPS模块，也可方便更换为我国的北斗卫星模块，以满足用户对时钟源安全性要求。
2.2.2 接口模块化构架
卫星主时钟和扩展时钟均采用了模块化构架，可根据需要配置各种接口模块以满足用户个性化需求，设备在现场投产和后期维护中，如发生时间信号需
求的调整或增加时，无需更换整台设备，只需在原有设备中调整或增添相应的
2
PS10 / PN10
接口模块便可以实现，既经济又方便。
2.2.3 多种输出信号
支持多种输出信号，按照电气特性包括：TTL、RS422/485、RS232、静态空接点、继电器空接点、调制信号、以太网络信号和光纤信号；按照协议类型包括：串行报文（厂家协议/用户自定义协议）、IRIG-B（AC/DC）、NTP （SNTP/UDP）、脉冲信号（PPS/PPM/PPH）和DCF77信号等。输出信号的种类可完全满足用户对时钟信号的多样化需求。
2.2.4 远程信号的光传输
采用先进的内置光模块的多模光纤通信技术，无需外挂光纤转换器，可简洁、方便地实现远距离或恶劣环境下的时间信号数据的传输，无需中继便可保证10km的传输距离。
2.2.5 高精度B码实现
提供高精度的IRIG-B码的直流和交流时钟信号，可完全满足各种产品档次的成套自动化系统对B码时钟所包含的同步性和信号码元的严格要求，为系统提供稳定的时间服务。
2.2.6 网络时间服务
NTP网络时间服务与串行报文对时相比，具有服务范围广、对时精度高、授时对象多和协议支持性好等明显特点；可以无需第三方软件，直接利用计算机的各种操作系统的内核自动进行时间服务；在一个网络中，只需一台网络时间服务器便可轻松实现网络中的所有计算机的自动校时任务；在冗余配置的网络方式中，可以对应配置两个NTP服务模块，便可实现时间服务的冗余配置。随着以太网技术在电站装置和系统中的广泛应用，NTP网络时间服务代表着更准确、更便捷的对时方式。
2.2.7 高可靠性和稳定性
表面贴技术：主板和接口板均采用SMT表面贴技术；
电气隔离：所有各路输出接口均采用变压器或光电隔离方式，有效阻止和隔离设备故障；
过载保护：各输出接口在标准的驱动电流或负载耐压的前提下，提供了一定的过载保护功能，以保证输出接口在短时间内过载不会导致永久性损坏。
可靠接地：标准配置接地端子，保证运行中的设备和人身安全；
开关电源：宽电源输入，交、直流通用。
系统软件全部采用实时系统，并具有多层软、硬件结合的防护，保证设备正常和连续运行。
2.2.8 便捷直观的本地维护
在有维护口支持的设备中，通过设备的Console口可在线对设备内部的运行参数进行监控和设置，方便用户对设备参数的调整，如本地时区的改变、多种报文的输出格式选择、脉冲码的周期设置、网络接口的网络参数修改以及信
3
卫星时钟说明书
4
号的同步性补偿等。为时钟设备的现场配套调测提供了极大的方便。
3 功能模块
3.1 串行信息模块
为各种计算机和带串口对时的自动化设备提供一对一的时间服务，其中RS485
信号能支持1200米较长距离的信号传输。
在使用厂家默认协议时，计算机方可简单使用随机提供的对时软件进行对时，
也可利用提供的协议数据格式自行开发对时软件。如时钟服务方有特殊格式要求的，
可利用流行的几种自定义协议支持，也可提供协议格式由厂方定制。
3.2 脉冲时标模块
为各种自动化设备提供时标接点信号。无源脉冲接点也可在对应的设备终端处
引接其内部的直流电源和加接限流电阻便形成所需要的规定电压的有源接点信号。
3.3 TTL 电平模块
提供近距离的TTL 电平时间信号输出，50欧姆负载，其中MB00模块和MB01
模块为典型的IRIG-B 码模块，可为许多支持B 码时间信号输入的电力自动化设备提供标准时间服务。
序号 模块名称 编号 性能及接口描述
MU00 2路RS232信号，DB9接口，隔离输出 MU01 1路RS232，1路RS485/422信号，DB9接口，隔离输出 MU02 2路RS485/422信号，DB9接口，隔离输出 MU10 2路RS232信号，DB9接口，用户自定义协议，隔离输出 MU11 1路RS232，1路RS485/422信号，DB9接口，用户自定义协议 MU12 2路RS485/422信号，DB9接口，用户自定义协议 MU20 8路RS232信号，接线端子，隔离输出 B1 串口模块 MU30 8路RS232信号，用户自定义协议，接线端子，隔离输出
序号 模块名称 编号 性能及接口描述 MP00 8路继电器空接点输出，PPS/PPM/PPH 设置任选
MP01 1路TTL ，7路继电器空接点输出， PPS/PPM/PPH 任选
MP10 8路静态接点输出，PPS/PPM/PPH 设置任选
MP11 1路TTL ，7路静态接点输出，PPS/PPM/PPH 设置任选
B3 接点模块 MP12 8路+24VDC 有源接点输出，PPS/PPM/PPH 设置任选 序号 模块名称 编号 性能及接口描述
MB00 4路IRIG-B 隔离输出，DC 信号，BNC 接头
MB10 4路秒脉冲隔离输出，DC 信号，BNC 接头
MB20 4路串行报文隔离输出，DC 信号，BNC 接头
MB01 8路IRIG-B 隔离输出，DC 信号，接线端子
MB11 8路秒脉冲隔离输出，DC 信号，接线端子
B4 TTL 模块 MB21 8路串行报文隔离输出，DC 信号，接线端子
PS10 / PN10
5 3.4 差分信号模块
各路信号RS485/422差分输出，单总线可最大驱动128个负载设备，最大传输
距离为1200米。
3.5 信号调制模块
信号采用交流调制方式输出，其中交流B 码的调制载波频率为1kHz 。
3.6 网络接口模块
为以太网络中的计算机和具备网络接口的自动化设备提供时间信息服务。其中
NTP 网络时间服务的特点是能跨平台为各种流行的操作系统同时提供标准的网络时
间服务，时间服务协议能被操作系统内核支持，而无需第三方软件对时软件。
3.7 光接口模块
光接口模块用于长距离传输或抗干扰要求严格条件下的时钟信号传输（包括输
出和输入），其无中继传输距离可达10公里。
3.8 时钟源模块
时钟源模块用于为时钟设备提供附加的冗余的时钟源信号，包括多台设备之间
的时钟源互联的实现。
序号 模块名称 编号
性能及接口描述
序号 模块名称编号 性能及接口描述
MD01 8路IRIG-B 隔离输出，RS422信号，接线端子
MD11 8路秒脉冲隔离输出，RS485/422信号，接线端子
MD21 8路串行报文隔离输出，RS485/422信号，接线端子
MD31 8路串行报文(用户协议)隔离输出，RS485/422信号，接线端子
B5 差分模块
MD41 8路用户协议串行报文隔离输出/输入，RS485信号，接线端子 序号
模块名称编号 性能及接口描述 MM00 8路IRIG-B 隔离输出，RS422信号，接线端子 MM01 8路秒脉冲隔离输出，RS485/422信号，接线端子
B6 调制模块MM10 8路串行报文隔离输出，RS485/422信号，接线端子
序号 模块名称 编号 性能及接口描述 MW00 单路RJ45接口，10Base-T 以太网，(S)NTP 时间服务，精度1~50ms MW01 单路RJ45接口，10Base-T 以太网，UDP 协议包 B7 网络模块 MW10 单路RJ45，10/100Base-TX 以太网，(S)NTP 时间服务，精度1~50ms
序号 模块名称 编号 性能及接口描述
MF00 2路光接口输出，IRIG-B000码，多模1310nm ，传输距离10km
MF01 1路光接口输出，1路光接口输入，IRIG-B000码，多模1310nm
MF02 2路光接口输入，IRIG-B000码，多模1310nm
B9 光模块 MF10 2路光接口输出，串行报文码，多模1310nm ，传输距离10km
卫星时钟说明书
6ME01 1路直流IRIG-B 码为第二路时钟源信号输入，1路IRIG-B 信号输出
ME11 1路直流IRIG-B 码为第一路时钟源信号输入，1路IRIG-B 信号输出
ME12 1路北斗卫星接收时钟源为第一或第二时钟源，工作频率：2491.75±4.08MHz ，接收灵敏度<-127.6dBm ，时间同步准确度：≤100ns （1σ）。
1路IRIG-B 信号输出
B8 扩展模块 ME13 1路GPS 卫星接收时钟源为第二路时钟源，工作频率：1575±5MHz ，
接收灵敏度<-142dBm ，时间同步准确度：≤1μs 。1路IRIG-B 信号输
出
4 主要指标
4.1 GPS 性能
4.1.1 天线指标
频率范围： 1575±5MHz ； 极化方式： 右旋圆极化；
天线增益： ≥3.5dB ； 放大器增益： ≥37dB ；输出阻抗：50欧姆
工作温度： -45℃～85℃； 湿度： 100%
4.1.2 接收模块
12通道并行捕获，正常状态下可同时跟踪8~12颗GPS 卫星；
装置冷起动时不小于4颗卫星；热起动时不小于1颗卫星。
接收灵敏度：捕获〈-130dBm ，跟踪〈-130dBm
4.1.3 同步性能
本地首次开机：≤5min
冷启动： ≤45s ；温启动： ≤15s ；重新捕获：
≤2s
同步精度： ≤1μs 4.2 北斗性能
4.2.1 天线指标
频率范围： 2491.75±4.08MHz ； 极化方式： 右旋圆极化；
波束宽度： 10o～75o； 放大器增益： ≥30dB ；输出阻抗：50欧姆
工作温度： -45℃～85℃； 湿度： 100%
4.2.2 接收模块
BD1 六通道。 接收灵敏度：〈-127dBm 。
4.2.3 同步性能
首次定位： ≤120s ；重新捕获： ≤10s
时间同步准确度： ≤100ns （1σ）
4.3 环境指标
环境温度： -10℃～60℃
相对湿度：
20% ~ 95% 工作电源： AC 85～265V 或 DC 110～220V
平均功耗： ≤10 W
PS10 / PN10 7
5 设备结构与安装
5.1 设备面板
图5-1 设备前面板图 （Front Panel ） n 产品型号
o LOGO p 设备识别号
q 液晶显示器 r 产品名称
s 电源及状态指示灯(LED) t 操作按钮 u 制造商名称
n o p
q r
s 图5-2 设备后面板图 （Rear Panel ） n 电源开关、插座和保险 o 告警端子
p 串行维护口 q GPS 天线BNC-F 接头
r 功能模块插槽及其编号
s 设备接地端子 5.2 天线的安装
GPS/北斗卫星接收天线是一个很小而又易于安装的有源天线。它是保证卫星接
收器与卫星同步的关键部件。所以它的架设好坏直接关系到卫星时钟的性能。天线
安装时必须头朝上，牢固地固定在建筑物顶部开阔地带，以保证天线能接收到足够
的卫星信号，最好确保在仰角15度以上没有遮挡。探头上方有树木遮挡或塑料防雨
棚一般来说影响不大。图5-3a 给出了安装示意图。
图5-3a 天线安装示意图
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8有时候天线探头可以安装在窗户外面，这种情况要求所在的建筑周围很空旷，
且无拐角，这样至少还可以收到一半天空的卫星。但是作为长期使用的仪器，强烈
建议探头还是安装在高处，窗外安装只是作为临时情况下采用。
天线安装位置的周围不能存在同频段的大功率的微波发射台，并且应该尽量避
免其它频段的大功率电磁辐射直接照射卫星天线探头。
天线安装的位置应低于避雷针或者其它可以吸引雷击的建筑，并与之保持10米
以上的距离。卫星天线本身很少被雷电击中，往往是由于周围建筑（避雷针、塔楼
等）被击中，导致很强的感应电场而损坏的。在特定要求时，可以在天馈线上安装
GPS （或北斗卫星）信号避雷器，避雷器安装在馈线与设备之间，从避雷器引出接
地线接至地极。地极接地电阻要求4 欧姆以下，一定要连接牢固，确保受雷击时可
靠放电。避雷器应该安装在电缆进墙（柜）的位置，以便比较容易实现良好的接地。
在布设天线电缆时，露天的天线电缆部分，应加防护套管；有外接电缆头时，
应对接头进行防水处理；天线电缆的弯曲半径应不小于电缆外径的10倍。
设备常配天线长度为30米，也有50米、100米可选，在工程中需要不同长度
的天线时，请将具体长度在定货时加以说明。如需超长天线电缆时，需在电缆中间
通过加接电缆放大器以补偿电缆的信号衰减。电缆放大器为全密封器件且无需额外
电源，但在连接时要注意其方向性，其中标注为
“OUT ”端接设备侧电缆，“IN ”端接天线探头侧
电缆。
为了用户安装天线的方便，出厂时提供了配套
的天线支架。卫星天线探头应固定在天线支架的上
端，天线支架与天线的组装如图5-3b 所示，同时，
天线支架应牢固地固定在建筑物上，以避免天线探
头歪倒的可能。
天线的室内端头应可靠旋接至卫星始终设备
的天线接头上（标注为ANTENNA ）。 5.3 设备的安装
设备应尽量安装在通风良好、环境干燥处，并兼顾巡检方便、天线输出线及信
号输出线的长度约束等因素。若将设备安装在19英寸标准机柜内，则先将随机的两
个固定角架固定在设备两侧，然后再上架
安装，如图5-4所示。
设备电源要求连接可靠，设备外壳接
地良好，如安装在机柜内，则要求机柜接
地良好，接地电阻小于4欧姆，并避免与
工业电视、卫星通讯或其它高频信号发生
器等设备同柜安装。
注意：设备具有多个插槽位置，如需中途更换或添加新的功能模块插板，请在
专业人员指导下进行设备的拆卸和组装，以确保人身安全和设备安全。
图5-4 机箱固定角架及其安装示意图 图5-3b 天线支架组装示意图 探头
支架 底座
PS10 / PN10
5.4 外时钟信号的接入
卫星时钟除本身内部带有一个GPS（或北斗）接收单元外，还可支持一路外部时钟源作为备用时钟源，以适应如调度中心、500KV变电站和发电厂等需要主时钟采用冗余配置的要求
外部时钟源可通过接口扩展模块ME板实现BNC接头方式的IRIG-B信号输入和接线端子方式的串口数据+PPS同步信号的输入；当远程冗余配置时，则可通过光模块MF板接入外部IRIG-B时钟信号。
5.5 工作状态指示
前面板上有四个工作状态LED指示灯，其中红色LED指示灯“POWER”为内部电源指示；“GPS”和“EXT”两个绿灯分别指示内部GPS卫星（或北斗卫星）时钟信号、外部备用时钟信号源的状态，绿灯秒突闪表示对应的时钟源同步，绿灯秒慢闪表示对应的时钟源失锁，绿灯消失则表示对应时钟源的信号消失；当设备的内部发生自检故障或GPS断线时，告警灯“ALARM”（黄灯）亮。
5.6 告警端子输出
告警端子输出均为空接点输出，“COM”为公用脚，“POWER”为设备掉电或工作故障告警，“GPS”为内部GPS（或北斗）时钟信号源无效告警，“EXT”为外部备用时钟信号源无效告警。
告警接点均采用光MOS继电器空接点，正常状态为断开，告警时相应接点闭合，故障恢复后，接点自动恢复到断开位置。各告警接点最大负载电压400ACV，最大负载电流200mA。
5.7 工作电源及接地
工作电源的输入电压为AC 85～265V 或 DC 110～220V，交、直流电源输入通用。
设备保护接地端子为专用的黑色接地柱，其下部有明显的接地标志。该端子为设备的保护地，为防止设备漏电或外壳带静电等现象的发生，应保证该端子的可靠接地。
5.8 本地维护接口
本地维护接口“CONSOLE”为DB9公插座。
管脚2、3、5组成简单的RS232串行通信口，通讯设置9600bps 8N1，该串口在每整秒时刻会主动向外播报一次Hillyton协议，其中包括当前时间、本地时区偏差和卫星锁定情况等信息。也可以通过该接口进行设备的维护和设置操作，具体的维护说明详见《卫星时钟说明书-软件维护》和随机维护软件GpsConsole.exe。
管脚9为PPS秒脉冲信号输出脚，TTL电平，脉冲200ms宽度。
管脚1为VCC内部+5VDC电压输出脚。
5.9 面板按键
前面板有“SETUP”、“UP”、“DOWN”、“ENTER”四个组合按键，可对系统
9
卫星时钟说明书
的主要用户参数（包括各槽位的模块的运行参数）进行设置和查询。
键盘上的各按键主要作用如下：
“SETUP”为进入功能设置和设置时的退出的按键。
“UP”为菜单选择中的向上翻滚键和参数大小设置时的数值加一的按键。
“DOWN”为菜单选择中的向下翻滚键和参数大小设置时的数值减一的按键。
“ENTER”为确认键。
设置操作界面共分为三层：第一层为设备各模块槽位、槽位里的模块型号及其版本号，未知或不可设置的模块将用“Unknown”表示；第二层为所选模块的各设置参数名称；第三层为所选模块的某一已选参数的大小或参数编号。各层界面示意图如图5-5a 、5-5b和5-5c所示。
通过“SETUP”和“ENTER”按键可进入所需要的界面层中，在界面选项中可通过“UP”和“DOWN”进行上下选择或数值的增减操作。闪烁的字符位置指示当前所选项目或被选中的参数值。在对菜单进行上下选择时，如到顶则会在该行的最
图5-5c第三层模块参数界面
后字符位置显示“>”提示符，如到底则会显示“<”提示符。在对参数值进行增减设置时，参数越界时会自动大小循环的。
每次进入某一层界面时，系统会自动读取对应界面中的现有参数，在一秒钟内会根据实际读取到的参数情况刷新界面里对应的参数。如发生参数与实际不符时，可退出该界面再重进一次。
一旦在第三层中参数被修改完毕并按下“ENTER”确认键，系统会保存该参数到对应的模块内，并复位一次该模块。在对同一模块的参数进行连续设置时，应间隔几面，以确认在该模块完成复位后再进行，以免发生无效或误操作。
注意：在进行界面操作时，会影响到设备的各种时标的正常输出，故建议面板
10
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图5-6 RS232电缆连接线
图5-7 RJ45网络连接线
图5-8 同轴连接线
设置参数应在设备不在线授时工作时才进行；当进入参数界面需要调取现有参数时
会需要三秒左右的等待界面显示才会自动刷新实际的相关参数。当连续四分钟内无
的按键操作时，系统会自动退出设置状态而返回到正常工作状态。
5.10 随机标配线
设备出厂时，根据具体的设备情况会配置一些标准连接电缆，以便用户对不同
设备接口的测试。至于具体工程中所需的电缆及接头，可根据说明书的描述在工程
施工中现场解决。
5.10.1 串口连接线
双DB9母头，长度3米，可直接用于设备的输出接口与计算机标准串口的
连接。连接线的具体接线图如图5-6所示。实际工程中，可用2、3脚交叉反线
和5脚共地的简单串口线替代。
5.10.2 网络连接线
双RJ45头直连线，长度为3米，用于设备的RJ45口与网络集线器或交换
机的连接。其连接线的定义和连接方式如图5-7所示。
5.10.3 同轴连接线
连接线为SYV-50-2电缆，双BNC 头，长度为5
米（如图5-8所示），可直接将设备IRIG-B 码模块信
号与外部设备的BNC 时钟信号输入接口相连。 5.11 输出接口的连接
设备除一些基本的接口外，不同的功能模块具有不同的接口形式和电气特性，在进行接口连接时，请注意模块挡板上的标注和设备接口
的配置说明。
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125.11.1 DB9口的连接
对于接口形式采用DB9公插座的接口，外部连接用的双绞线或电缆线应先
焊接到标准的DB9插头内，再利用该插头直接插接到设备的DB9座上，并旋
紧插头的两个固定螺丝以保证插接良好。
5.11.1.1 RS232信号
RS232接口采用9针串口（DB9）公插座，
与普通PC 微机的串行口相同，如图5-9a 所示。
可以用电缆线直接以三线制接法连接RS232端
口，即地（GND ）、接收数据（RXD ）和发送
数据（TXD ）三脚相连，通信接线的原则是：
接收数据针脚（或线）与发送数据针脚（或线）
相连，彼此交叉，信号地对应相接。
5.11.1.2 RS485信号
采用DB9公插座的RS485接口的管脚定义
如图5-9b 所示，Pin4为A+，Pin3为B-。因为
RS485接口组成的半双工网络，一般只需二根
连线，所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。
特殊应用环境时，对应硬件使用双RS485
口时，则第一路485信号的Pin6为A+，Pin7
为B-，第二路485信号的Pin8为A+，Pin9为
B-。
在传输距离较远或工作环境较差时，为避免共模干扰和电磁干扰（EMI ）
问题，应重视信号地（GND ）的连接。
RS485/RS422均采用差分传输，接口支持半双工通讯方式，实际使用时，
一直处于只对外发送状态(单向发送信息)，其侦听和接收功能被屏蔽，故时间服
务对象所对应的RS485接口端应通过软件或硬件控制的方式关闭其发送功能，
以避免与GPS 接口发生总线竞争。接口发送总线最大数量为128个，驱动最
大
短
路
电
流
为
2
5
m
A 图5-9a RS232公DB9插座
图5-9b RS485公DB9插座 图5-9c 典型RS485网络连接图（GPS 的RS485为该网络的固定主机）
PS10 / PN10
13 ，最小为35mA 。
接口的最大传输距离标准值为4000英尺（约1200米），最大传输速率为
10Mbit/s 。在接收方需加终接电阻，终接电阻接在传输电缆的最远端，并要求
其阻值等于传输电缆的特性阻抗，实际上一般采用约120Ω的终接电阻。在短
距离（<300m ）传输时，可以无需终接电阻。工程接线图如图5-9c 所示。
实际工程中，在先连接好外部RS485网络或线路后，建议先测试该线路的
情况，应保证该线路无电源提供，且环路电阻应大于120欧姆（具体阻值视具
体连接方式而定），方能安全接入GPS 设备的RS485接口。
5.11.2 接线端子的连接
在使用接线端子作为时标信号输出接口时，每两个连续的端子组成一条电
气独立的时标输出回路。在回路两线有极性区别时，参考具体接口挡板上的极
性标注。
5.11.2.1 RS232信号
简单RS232串口常为三线制方式，因为串口只需要对外主动发送时间数
据，故由发送信号线（TXD ）和地线（GND ）组成一个串口输出回路。
5.11.2.2 RS485/422信号
RS485/422为差分传输，以单工发送方式向外发送时间信号，两线之间有
A 线（TXD+）、
B 线（TXD-）之分。
5.11.2.3 静态空接点
静态空接点内部由光电耦合器的输出三极管组成，内部原理如图5-10a
所示，其中集电极c 用“+”标识，发射极e 用“-”标识，两接线端子有极性
要求。三极管常为截止状态，只有在信号到来时，三极管的集电极和发射极之间为饱和导通。
外部接收设备如为光电隔离输入或需要有源
接点时，其实际工程接线时可参考图
5-10b 所示，其中串接的电阻为该回路的限流
电阻。当外部接收设备本身就是
IO 开光量检测回路时，直接将开
光量检测通道的正负极分别连接
到静态空接点的正负端子上，如
开光量检测电路不灵敏时，可将多个同类脉冲信号的静态空接点
并接使用，以降低脉冲信号导通
时的静态空接点的等效阻抗。
5.11.2.4 继电器接点
继电器接点是由光耦合MOS 继电器接点形成，
内部原理如图5-11所示。光耦合MOS 继电器接点
图5-10a 光隔离三极管
图5-11 光MOS 继电器图5-10b 静态空接点外接电路示意图
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14图6-1a 单时钟源显示界面
为常开接点，两接线端子无极性的区别，支持交、直流电源（在工程中，应注
意回路的限流），两个接点分别用“L ”和“N ”标注。
正常状态下，接点为断开状态，当脉冲信号发生时，接点导通(通态典型电
阻值20Ω)，接点导通的开始时刻对应输出信号的起点。
5.11.2.5 有源+24VDC 接点
24V 有源接点的内部原理图与图5-10b 相似，其中的限流电阻和+24V 电源
均已集成在时钟设备内部。
5.11.2.6 交流调制信号
交流电平输出信号的端子排上用“c ”表示对应的端子为零信号，“+”对
应的端子为交流调制的相信号。
在需要更大幅度的交流信号时，可将两路或多路信号输出串接起来，注意
保持同铭端方向相同。
5.11.3 BNC 口的连接
BNC 口可通过配套的BNC 同轴连接线来连接，其中心线为信号线，外层
为信号地线。
5.11.4 光纤的连接
光纤接口为SC 插座，支持多模1310nm 光纤，插座中有两个孔，TX 为光
信号输出孔，RX 为光信号输入孔。
在需要使用单芯或多芯光缆对外连接时，可将光尾纤的一端制作成SC 插
头，另一端在外部光端盒中通过光纤熔接到光缆上。
5.11.5 以太网络的连接
可以用交叉线与计算机网卡直连，也
可使用直连线与集线器或路由器等网络交
换设备连接。
网络接口接线图如图5-12所示。 6 使用说明
6.1 设备开机运行
设备及天线安装好后，即可开机运行。打开设备后面板上的电源开关，电源开
关灯亮，表明设备已上电，前面板的“电源指示”灯亮，LCD 屏幕背光灯亮，
LCD
显示出未经同步的本地时间等数据，如图6-1a 所示。
上电后需要几分钟的时间进行初始化，即根据接收到的GPS 卫星信号计算出设
备所处的地理位置，并对输出时间进行校正。设备在正常运行后，如断电再上电，
仅需几秒的时间即可进入同步工作状
态。
LCD 显示每秒刷新一次，显示的
内容有：本地时间（缺省为北京时间）
图5-12 RJ-45接线示意图
PS10 / PN10 15
图6-1b 双时钟源显示界面
的公历年、月、日和时、分、秒；工作电源的频率；同步情况和锁定的有效卫星数
量。
同步情况指示符分为“#”和“$”。其中，“#”表示失步，表示GPS 时钟进入
自守时状态；“$”表示同步，此时时钟输出精准的同步信号。同步符号后跟一个数
字或字母（0~9，A~C ），表示GPS 时钟锁定的有效同步卫星的个数。在天线架设良
好的情况下，一般能锁定6~8颗卫星，从而保证设备始终能处于同步状态。首次开
机需经2~5分钟的同步过程，液晶显示器的右下角的同步标志位“#”号变为“$”
号时，表示设备已与卫星同步。
在双时钟源显示模式时，除本地日期和时间显示外，第一行右半部分显示当前
设备的时钟源情况，其中“uart ”代表本地第一路时钟源名称，大写显示表示该时钟
源同步，小写显示表示该时钟失锁，没有该字符表示该时钟源没有被设备检测到信
号；同样，“irig ”代表第二路时钟源，
大、小写或不显示分别对应改IRIG-B
码信号的同步、失锁和缺失等三种情
况。第二行的右边字符显示当前设备
的同步状态以及当前工作的时钟源，“U ”和“I ”分别表示当前工作源为“Uart ”还是“Irig ”时钟源信号，最后一位字
符的“#”、“$”、“&”则分别表示当前设备状态为失锁（自守时）、第一路时钟源同
步工作和第二路时钟源同步工作。如图6-1b 所示，系统接收到两路时钟源，其中，
第一路Uart 时钟源信号同步，第二路Irig-B 时钟信号失锁，系统当前工作源为Uart
时钟源，系统处于同步状态。
为了降低能耗和延长液晶显示器的使用寿命，在LCD 背光点亮后的250秒后设
备会自动关闭背光。如需夜间观察LCD 显示时，请使用设备前面板上的操作按钮人
工开启或关闭背光灯。
6.2 模块接口描述
设备采用了输出接口的模块化构架，可根据现场接口种类、数量和协议需求，
配置不同的接口模块；各路接口互相在电气上隔离，其最小隔离电压(BV)为1000
Vr.m.s 。
6.2.1 RS-232C 接口
按照RS-232C 标准方式输出，符合GB/T6107-2000标准(CCITT 建议
V.28)，向外提供标准时钟数据流。
接口电气指标：低电平：-15V ≤V L ≤-3V ，高电平：+15V ≥V H ≥+3V ，隔
离电压(BV)：1000 Vr.m.s 。
时间报文输出数据格式为8位数据位，1位起始位，1位停止位，无校验位，
波特率9600bps （缺省），其它信息传输速率300、600、1200、2400、4800、
9600、19200bps 可选；输出报文为厂家协议或用户自定义格式；发送周期：1
帧/秒，时间准确度(帧头与PPS 秒脉冲前沿) td ≤5μs ，码元畸变≤4%。
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16图6-3 RS-485
接线示意图
图6-2 RS-232接线示意图
图6-4a 脉冲端口（继电器接点）示意图MU00模块的连接器为DB9公插座，Pin3为TXD 数据发送脚，Pin5为
GND 信号地，如图6-2所示。
6.2.2 RS-485接口 按照RS-485标准方式输出，DB9公插座，采用DC/DC 转换电源隔离输出，单向发送信息，Pin4为A 线（TXD+），Pin3为B 线（TXD-），其接线图如图6-3所示。 接口电气指标：高电平：+6V ≥V H ≥+2V ，低电平：-6V ≤V L ≤-2V ，隔离电压(BV)：1000 Vr.m.s 。接口发送总线最大数量为128个，驱动最大短路电流为250mA ，最小为35mA 。 输出报文为厂家协议或用户自定义格式，每秒主动发送一帧数据报文。 6.2.3 脉冲信号输出接口 8路脉冲时标信号输出，各路均为常开接点信号，脉冲宽度为100ms 。各路信号均可设置为秒脉冲（PPS ）/ 分脉冲（PPM ）/ 时脉冲（PPH ）的其中任何一种输出方式，出厂缺省设置为第1~4路为PPS 秒脉冲，第5~8路为PPM 分脉冲。接点连接器为凤凰端子，接点类型有光MOS 继电器接点、静态空接点和有源脉冲接点等三种。 继电器接点主要用于交流接点环境；静态空接点则具有响应时间短的特点，但仅可供直流接点用；接点模块正常状态下接点为断开状态，当整秒时刻到来时，接点导通。有源接点则在用户端无直流电源外供的环境下使用。 MP00模块中使用光MOS 继电器常开接点，最大负载电压400ACV ，最大
PS10 / PN10
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图6-4b
脉冲端口（静态空接点）示意图
图6-4c +24V
有源脉冲端口示意图
图6-5 差分输出端子（IRIG-B ）示意图
负载电流200mA 。接直流时无极性问题，两个接点分别用“L ”和“N ”标注，
如图6-4a 所示。脉冲输出上升时间≤5μs ，准时上升沿准确度≤50μs ，隔离电
压(BV)：1500 Vr.m.s 。
MP11模块中，第一路为TTL 的PPS 秒脉冲表征，上升沿有效，上升时间
tr ≤50ns ，时间准确度：td ≤1μs ，负载驱动50?，；其它2~7路均使用光耦合静
态空接点，静态空接点Vceo=300 VDC ，最大负载电流(Ic)：150 mA/ch 。接点
标注“+”代表集电极c ，“-”代表发射极e ，如图6-4b 所示。脉冲准时沿：
上升沿，上升时间≤1μs ，上升沿的时间准确度≤10μs 。隔离电压(BV)：1500
Vrm.s 。
MP12模块中为8路+24V 有源脉冲接点，单路接点最大负载电流为150mA ，
接点标注“+”代表输出有源信号的正信号，“c ”代表输出有源信号的地，如
图6-4c 所示，有源脉冲输出的上升沿有效。
6.2.4 差分输出接口
接口采用RS485/RS422标准，DC/DC 转换电源隔离输出，连接器为凤凰
端子，如图6-5所示。可输出串行协议报文或IRIG-B 时间报文，适合于较长距
离的信号传输。
6.2.5 IRIG-B 时间码（DC ）
产生并输出带有全时间信息的符合IEEE1344-1995标准的IRIG-B 时间码，
脉冲宽度编码，100pps ，包括BCD （Binary Coded Decimal time of year ）、
CF （Control Function ）和SBS （Straight Binary Seconds time of day ）全编码
信息，内含年份、时间精度等附加信息。
每秒1帧，包含100个码元，每个码元10ms 。脉冲宽度编码，2ms 宽度