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北斗二代卫星导航系统在电力授时中的应用 谢月新1张道农2 (1.北京华力创通科技股份有限公司,北京市 100094； 2.华北电力设计院工程有限公司,北京市 100120；) 摘要：随着面向全球覆盖的北斗二代卫星导航系统在亚太地区布网完成，已具备为我国电网建设和运营提供授时服务能力，本文介绍了采用北斗二代和GPS双系统授时接收模块搭建更稳定、安全、高效的时间同步装置的应用方案。 关键词：北斗二代，GPS，双系统，授时接收模块，时间同步装置 定位导航、卫星授时及位置服务产业是航系统，至2012年底完成发射16颗组网继移动通信和互联网之后引领第三次IT革命卫星，将覆盖整个亚太地区，实现正式向亚的新兴产业，即将成为推动我国信息产业发太地区提供连续定位导航和授时服务，具备展最大的亮点和新的增长点。导航定位和授完全取代GPS的能力；并将于2020 年建时系统至为重要，称之为“最关键的国家基成具有35 颗卫星、覆盖全球的卫星导航系础设施之一”亦不为过。精密时间是科学研统。 究、科学实验和工程技术诸方面的基本物理北斗二代的导航原理将更接近GPS 系参量。它为一切动力学系统、时序过程的测统，即通过高密度的卫星星座实现单向定位量和定量研究提供了必不可少的时基坐标。和授时，同时也将保留“北斗一代”原有的精密授时在通信、电力、控制等工业领域和双向通信功能。从定位、授时性能角度，北国防领域有着广泛和重要的应用。基于卫星斗二代的导航性能将与GPS 系统相当甚至授时的时间同步技术是未来发展的必然趋超过GPS 系统：开放服务的导航定位精度势。 走向应用的北斗 目前可以提供导航定位与授时服务的卫 星系统主要有：美国的全球卫星导航系统 GPS；俄罗斯的全球导航卫星系统 GLONASS；中国的北斗一号区域卫星导航 定位系统，北斗二代全球卫星导航系统 （BD-2/COMPASS）；欧盟的伽利略全球导 航定位系统Galileo。 为了进一步增强我国导航卫星系统的覆为10m（区域服务能达到1m），授时精度为20ns，测速精度为0.2m/s；授权服务的安全性、可靠性和定位、授时精度将更高。出于国家安全考虑，我国国防、交通、电力、金融、应急保障等核心行业和领域必须采用自主的北斗导航系统，有效解决了依靠国外卫星导航系统可能出现的不可控因素将造成的灾难性隐患。 卫星授时应用 导航卫星传递的时间信息实现时钟同盖能力，2007年我国开始部署北斗二代导步，首先必需选择合适的接收设备来获取导 1 航卫星时间信号。在众多种类的接收设备中，北斗授时助力电力安全 电力系统用户可选择民用定时型导航卫星接随着时代的进步，电力系统的不断发展，收机。这种接收机具有定时和定位两种功能。人们对电网的稳定、安全、高效提出了更高接收机由接收模块和天线组成,先进技术的采的要求。而作为电网基本单位的变电站、发用使接收模块体积很小，其天线构成简单且电厂和调度所内部均有众多的计算机监控系容易安装。 统、保护装置、故障录波器、故障信息管理 导航卫星接收机在任意时刻能同时接收系统、安全自动装置、相量测量装置及能量其视野范围里4～12颗卫星的信号（多导航计费系统等自动化设备，这些设备的应用都卫星系统接收设备可接收卫星数量更多），其离不开高精度的时间，对时间精度要求很高，内部硬件电路和软件通过对接收到的信息进各管理监控装置对时间同步的精度要求应与行解码和处理，能从中提取并输出两种时间所连接的自动化装置保持同一水平，以便于信号:一是间隔为一秒的同步脉冲信号1PPS，故障的分析、定位，鉴定不同专业设备的责其脉冲前沿与UCT的同步误差不超过1μs任。全站时间同步系统为电力系统的各级调（GPS和北斗系统误差不超过20ns）；二是包度机构、发电厂、变电站、集控中心的各类括在串口输出信息中的UCT绝对时间(年、月、运行设备提供统一的精确的时间基准，以满日、时、分、秒)，它是与1PPS脉冲相对应足全站时间同步的要求。电网中的时间因素的。图1给出这种接收机的接收和输出示意越来越重要，只有建立完善的时间同步机制，图。一旦天线位置固下来，它只需要接收一才能保证电网的可靠、高质运行。 颗卫星（单星授时）的信号便可维持其精密 的时间输出。 普遍应用的卫星授时同步技术主要采用美国的全球卫星导航系统GPS时间同步技术。GPS系统是美国政府引以为豪的战略工程，所有信号的发生、传输权由美国掌控，一旦出现民用信号关闭、误码率加大或者系 统出现故障，以GPS技术为基础的系统将被图1 导航卫星接收机输出信息示意图 在地球上任何地方，只要拥有一台这样置于危险的境地一旦发生