gps-01系列说明书资料

国电南自标准备案号：2492-2004GPS-01系列卫星同步时钟装置说明书国电南京自动化股份有限公司GUODIAN NANJING AUTOMATION CO.，LTD安全声明警告：请不要带电插拔天线，以免损坏精密器件。危险：请不要用手触摸装置除机壳外的裸露带电部分和印制板上的器件管脚。版本声明本说明书适用于 GPS-01系列(含A型、B型、D型)卫星同步时钟装置。1．软件1.2版本。2．硬件1.2版本。产品说明书版本修改记录表1098765432V1.2V1.22009.21V1.1V1.12006.6序号说明书版本号修改摘要软件版本号修改日期*技术支持电话：（025）51183240传真：（025）51183077本说明书可能会被修改，请注意核对实际产品与说明书的版本是否相符2009年2月第2版第1次印刷国电南自技术部监制目录安全声明版本声明1概述................................................................................11.1适用范围........................................................................11.2功能配置及型号..................................................................11.3性能特点.......................................................错误！未定义书签。2技术性能及指标......................................................................22.1额定电气参数.....................................................................22.2主要技术指标....................................................................22.3环境条件........................................................................52.4功率消耗........................................................................62.5绝缘性能........................................................................62.6耐湿热性能......................................................................72.7电磁兼容性......................................................................72.8机械性能........................................................................72.8.1振动.........................................................................................................................................72.8.2冲击.........................................................................................................................................72.8.3碰撞.........................................................................................................................................73装置工作原理........................................................................74系统异常处理........................................................................95系统连接............................................................................95.1通信与规约.......................................................................96硬件构成............................................................................96.1系统/装置的构成特点.............................................................96.2结构、外观及安装尺寸............................................................96.3面板布置.......................................................................117装置的安装及操作说明................................................................157.1天线的安装.....................................................................157.2装置的安装位置.................................................................157.3装置的投入及运行...............................................................158装置的故障与维修...................................................................169订货须知及其他......................................................................16概述1.1 适用范围GPS-01系列(含A型、B型、D型)卫星同步时钟装置，接收 GPS(全球定位系统)卫星发送的同步信号串行数据，以多种接口方式提供精准时间和同步信号。可应用于多种场合，如 :为电力自动化装置如故障录波器、事件记录仪、微机继电保护及安全自动装置、远动及微机监控系统等提供时间标记。提供频率监视的标准时钟。电力调度可通过工频钟与标准时间的差异，计算出频率误差积累。为相位测量提供精确同步时钟，以保证相位测量的准确性。电力故障测距。纵联式继电保护装置的试验。工频频率测量。1.2 功能配置及型号GPS —01 □特征代号（A：32路接点B：64路接点D：频率测量）系列代号功能代号多种输出方式：分 /秒脉冲、RS232/485/422、IRIG-B/DCF-77A型 2U标准机箱；脉冲输出 32路，RS2322路，B码差分4851路；或脉冲输出 24路，RS2322路，IRIG-B/DCF-778 路；或B码差分485输出32路，RS2322路B型 4U标准机箱；脉冲输出 64路，RS2328路，B码差分4851路；或脉冲输出 48路，RS2328路，IRIG-B/DCF-7716 路或B码差分485输出64路，RS2328路BK型 B 型扩展,4U标准机箱；脉冲输出 64路，RS2328路，B码差分4851路或B码差分485输出64路，RS2328路D型 1U标准机箱;工频频率测量， RS2322路，RS4222路1技术性能及指标2.1 额定电气参数 电源参数电压：100V—250V交直流两用；频率：50Hz±5%； 接收频率：1575.42MHz2.2 主要技术指标2.2.1工频采样回路精确工作范围a)电压：100V～250Vb)频率范围：45Hz～55Hzc)精确度：0.01Hz 天线接收灵敏度-166dBW天馈线长度 30米，可根据用户需求加长到 50米、100米等。 捕获时间瞬时断电后重开机：≤ 20s位置未变重开机：≤ 45s位置变化重开机：≤ 90s本地第一次开机：≤ 120s 输出接口a) 脉冲输出接点定时精度：1μs输出接口：空光耦，耐压 300V。脉冲特性：正脉冲， 脉宽：200ms±10%，上升沿：<20ns接口数量：A型:32 路型:64路RS-232/485接口A、B型:每秒输出一帧，传输速率 9600bps，8位数据，1位起始位，1位停止位，无校验。2帧格式（—）如下，适用于水电自动化：序号12345678910111213141516内容STDDDDDDDDDDDDXORA时时分分秒秒日日月月年年校验对时含义帧头帧头十位个位十位个位十位个位十位个位十位个位十位个位码结束举例53H54H30H38H32H30H33H30H31H30H30H37H39H38H0EH41H说明：校验码为3-14数据的异或校验。举例：98年7月10日8时20分30秒，信息格式见上表。帧格式（二）如下，适用于输变电和火电自动化：BJT,YYMMDD,hhmmss,<CR><LF>共(20个字节):BJT:同步头,3字节BJT的ASCII，十六进制码=42H4AH54H,:间隔码,1字节ASCII，十六进制码=2CHYY:年份数,2字节ASCII，MM:月份数,2字节ASCII，DD:日期数,2字节ASCII，,:间隔码,1字节ASCII，十六进制码=2CHhh:小时数,2字节ASCII，mm:分时数,2字节ASCII，ss:秒时数,2字节ASCII，,:间隔码,1字节ASCII，十六进制码=2CH<CR><LF>：结束码，2字节ASCII十六进制码=0DH0AH例：ASCII码报文：BJT,071225,133025,<CR><LF>16进制报文：424A542C3037313232352C3133333032352C0D0A时间为：07年12月25日，13时30分25秒。D型:每秒钟输出一帧。数据格式：9600波特，8位数据、1位起始位、1位停止位、无校验。帧格式： 42hmsYYMD46FFf043000000T0D同步头，1字节；小时数，1字节BCD码；分钟数，1字节BCD码；秒钟数，1字节BCD码；年份数，2字节BCD码；月份数，1字节BCD码；日期数，1字节BCD码；46: 间隔码,1 字节；频率，2字节BCD码；频率估计位，0.5字节BCD码；043000000： 间隔码，4.5字节；T: 1 字节卫星同步标志，找到 3颗以下卫星时为 23，找到3颗或3颗以上卫星时24；30D: 结束码，1字节。IRIG-B(直流码)接口物理接口可选择用差分 485或光耦空节点输出。帧格式如下：精度1μs。每秒1帧，每帧十个字，每字十位，每位周期为10ms,每位以高点平开始，持续时间2ms为二进制码‘0’，5ms为‘1’，8ms为位置识别或秒脉冲起始标志。第一个100ms：秒第二个100ms：分第三个100ms：时第四个100ms：天低(Second)(0-59)(Minute)(0-59)位位编号位权位编号位权位编号位权位编号位权秒起始标志位811512111192162222221041742343411818824848索引位索引位索引位索引位1210191025105101320202026206201440填充2740740填充填充2880位置识别位(P1)位置识别位(P2)位置识别位(P3)位置识别位(P4)第五个100ms：天高第六个100ms：年第七个100ms：填充第八个100ms：校验位位编号位权位编号位权位编号位权位编号位权29100311填充填充30200322填充填充填充334填充填充填充348填充填充索引位索引位索引位索引位填充3510填充校验位填充3620填充填充填充3740填充填充填充3880填充填充位置识别位(P5)位置识别位(P6)位置识别位(P7)位置识别位(P8)第九个100ms：填充 第十个100ms：填充位编号 位权 位编号 位权填充 填充填充 填充填充 填充填充 填充索引位 索引位填充 填充4填充 填充填充 填充填充 填充位置识别位(P9) 位置识别位(P10)d)DCF-77接口脉冲号含义(0.1s=0,0.2s=1)0分脉冲,always0(0.1s)1-14保留位0=正常天线,1=备用天线1=时区切换17,18时区0,1=东1区;1,0=东2区19跳跃秒20时间编码的起始位。总是121-27分，7位BCD码，第21位为低2821-28位的偶校验位29-34时，6位BCD码，第29位为低3529-35位的偶校验位36-41天，6位BCD码，第36位为低42-44星期，3位BCD码，第42位为低45-49月份，5位BCD码，第45位为低50-57年份，8位BCD码，第50位为低5836-58位的偶校验位59无任何脉冲2.3 环境条件正常工作大气条件a)环境温度：-10℃～＋40℃；相对湿度：5％～95％；（产品内部不凝露，不结冰）；大气压力：66kPa～110kPa。贮存、运输环境条件-25℃～＋70℃，相对湿度不大于85％。周围环境a）不允许有超过GB/T14598.9－2002中4.1.1规定的试验严酷等级为Ⅲ级的电磁场存在；b） 场地应符合 GB/T9361－1988中B类安全要求；c） 使用地点不出现超过 GB/T11287－2000规定的严酷等级为 I级的振动；不发生超过 GB/T17742－1999规定的烈度为Ⅶ度的地震；5d）装置的使用地点应无爆炸危险的物质，周围介质中不应含有能腐蚀金属、破坏绝缘和表面敷层的介质及导电介质，不允许有严重的霉菌存在；e） 有防御雨、雪、风、沙、尘埃、雷电的措施；f） 接地电阻应符合 GB/T2887－2000中4.4的要求。2.4 功率消耗不大于10W；2.5 绝缘性能 绝缘电阻在中条规定的大气条件下，装置的通信接口回路对地，用开路电压为直流500V兆欧表测量其绝缘电阻值，应不小于100MΩ。电源和工频输入回路对地，用开路电压为直流1000V兆欧表测量其绝缘电阻值，应不小于 50MΩ。 介质强度在中 规定的正常试验大气条件下，装置能承受频率为 50Hz，历时 1min的工频耐压试验而无击穿闪络及元件损坏现象；b) 工频交流试验电压值按表 1进行选择，泄漏电流整定为 10mA,采用直流试验电压，其值为规定的工频交流试验电压值的 1.4倍；试验过程中，任一被试回路施加电压时，其余回路等电位互联接地。表1各回路试验电压要求单位为伏特被试回路额定绝缘电压试验电压泄漏电流mA电源输入回路——地>60200010工频输入回路——地>60200010通信口——地≤605005 冲击电压在正常试验大气条件下，装置的直流输入回路、交流输入回路、输出触点等各回路对地，以及电气上无联系的各回路之间，应能承受 1.2/50μs的标准雷电波的短时冲击电压试验。当额定绝缘电压大于60V时，开路试验电压为 5kV；当额定绝缘电压不大于 60V时，开路试验电压为 1kV。62.6 耐湿热性能装置应能承受 GB/T 2423.9－2001规定的恒定湿热试验。试验温度＋ 40℃±2℃、相对湿度（ 93±3）％，试验时间为 48h，在试验结束前 2h内，用开路电压为直流 500V的兆欧表，测量各外引带电回路部分对外露非带电金属部分及外壳之间、以及电气上无联系的各回路之间的绝缘电阻应不小于 1.5MΩ；介质强度不低于表 1规定的介质强度试验电压值的 75％。2.7 电磁兼容性装置的电磁兼容性能如表静电放电抗干扰度射频电磁场辐射抗干扰度电快速瞬变脉冲群抗扰度浪涌（冲击）抗扰度1MHZ脉冲群抗扰度脉冲磁场抗扰度

2。表2 电磁兼容性能满足GB/T14598.14－1998中4.2规定的静电放电抗干扰 3级试验。满足GB/T14598.9－2002中规定的射频电磁场辐射抗干扰度 3级试验满足GB/T14598.10－1996中的电快速瞬变脉冲群抗扰度 3级试验。满足GB/T17626.5-1999 标准（idtIEC61000-4-5:1995 ）、浪涌（冲击）抗扰度3级试验。满足GB/T14598.13－1998中 规定的试验严酷等级为 3级的脉冲群干扰试验满足GB/T17626.9－1998标准（idtIEC61000-4-9:1993 ）、脉冲磁场抗扰度5级试验。2.8 机械性能振动装置能承受 GB7261中16.3规定的严酷等级为 I级的振动耐久能力试验。冲击装置能承受 GB7261中17.5规定的严酷等级为 I级的冲击耐久能力试验。碰撞装置能承受 GB7261第18章规定的严酷等级为 I级的冲击耐久能力试验。装置工作原理如图所示：7滤波 频率测量 看门狗天线卫星接收模块CPU处理模块信息显示信息输出卫星接收模块: 该模块用于接收 GPS卫星信号，输出时间精度为 1微秒的 1PPS脉冲，并通过RS232串行口输出国际标准时间、日期和接收器所处地理位置 (经纬度)等信息。处理模块:从卫星接收模块收到标准的时间信息，转换成北京时间，送给液晶显示模块，同时按照一定格式向外发送。同时测量一秒内工频软件流程图如图：中断1上电初始化中断2时间接收工频测量计算产生工频数据北京时间转换看门狗处理中断返回中断返回判断是否切换显送显示数据串口发送数据B码/DCF模块：接收处理模块输出的北京时间和秒脉冲信号，生成IRIG-B/DCF直流信号。流程图如图：8北京时间秒脉冲

365进制计 缓冲器数器时序脉冲 并串转换发生电路主时钟

逻位置识别码元辑控时间码元或B码/DCF信号制参考码元门门系统异常处理出现任何异常情况请联系售后服务人员。系统连接5.1 通信与规约见输出接口。硬件构成6.1 系统/装置的构成特点本装置由前面板、 CPU板、后面板组成。前面板主要功能为时间显示，装置状态指示等 。CPU板主要处理从卫星接收的时间信息，转换成各种需要的格式。后面板主要由多种输出接口组成。6.2 结构、外观及安装尺寸机架式结构，标准 19英寸机箱9 GPS-01A标准2U机箱GPS-01A外形尺寸:425(W)×306(L)×86(H)425mm306mm465mm483mm GPS-01B(GPS-01BK) 标准4U机箱GPS-01B外形尺寸:425(W)×306(L)×177(H)425mm306mm465mm483mm标准1U机箱

86mm76mm177mm101mmGPS-01D外形尺寸:425(W)×306(L)×46(H)425mm306mm46mm33mm465mm483mm106.3 面板布置 装置的前面板GPS-01A前面板示意图GPS-01B前面板示意图电源 运行 同步 分 秒国电南京自动化股份有限公司GPS-01BK前面板示意图GPS-01D前面板示意图1）．电源指示11电源指示灯亮，表示装置接通电源。2）．运行指示装置从接通电源到正常运行需要一定的初始化时间， 运行指示灯亮说明初始化完成。 装置正常运行时运行指示灯以一定频率闪烁。3）．同步指示装置上电后，LCD显示器A、B型显示“Sac”字样（D型显示未经同步的时间信息和工频频率） ，同步指示灯不亮，装置得到 3个或3个以上卫星的时间信息后同步灯亮。如果在运行中装置失去同步，则同步指示灯灭。4）．脉冲指示A、B型装置上电后， LCD显示器显示“Sac”字样，脉冲指示灯 (分和秒)不亮。几秒钟后，装置通过接收GPS卫星信号计算出自己所处的位置， 同步灯亮后显示器显示标准北京时间， 装置为正常运行状态。（注：秒脉冲(PPS)的前沿为北京时间每秒的零时刻 ,脉冲宽度 200ms。）D型装置上电后， LCD显示器显示未经同步的时间信息和工频频率，脉冲指示灯闪亮 。5）．液晶显示显示当前时间及日期， A、B型最右边显示当前接收的卫星数 ,D型最右边显示工频频率。6）．显示切换当按下前面板的切换按钮时， 液晶显示方式变成时间和日期交替显示， 背光灯亮，约15秒后恢复。 装置的后面板电源GPS-01A后面板示意图12COM1COM3COM51234567891011121314151617181920212223242526272829303132+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-COM2COM4COM63334353637383940414243444546474849505152535455565758596061626364+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-COM76566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-电源RS+129ON485-130失步+131979899告警-132COM8+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-天线电源+133OFF告警-134GPS-01B后面板示意图COM1COM3COM51234567891011121314151617181920212223242526272829303132+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-COM2COM4COM63334353637383940414243444546474849505152535455565758596061626364+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-COM76566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-电源RS+129ON485-130失步+131979899告警-132COM8+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-电源+133OFF告警-134GPS-01BK 后面板示意图（只少了天线安装口）GPS-01D后面板示意图1）．电源开关：控制本机的开与关。2）．保险丝座：内装 3A保险丝管。更换时必须首先断开电源！3）．电 源：交直流 100～250V,47Hz～63Hz4）．天线端子：接户外天线。135）．脉冲输出端子排：输出方式为静态空接点方式 ,由左向右,每两个节点为一对输出端子。可以选择将所有端子设置成秒脉冲或者分脉冲输出。 也可以将最后一排静态空接点端子 （GPS-01A脉冲输出端子 25—32；GPS-01B（GPS-01BK）脉冲输出端子25—32,57—64）作为IRIG-B/DCF-77协议输出。光耦隔离输出节点示意图5V节点节点6）．GPS-01B端子129-130为差分B码输出：端子 131-132为卫星失步告警接点。端子 133-134为电源告警接点。7）．GPS-01BK端子129-130为差分B码输入，做为扩展时钟