摘 要：介紹了利用GPS對時裝置組建內部局域網的授時服務系統的方法：首先通過微控制器（MC U）將 GPS接收器送出的二進制信息轉換成各種不同的格式輸出供服務器調用，然后通過基于網絡時間協議的服務器/ 客戶端時間校對軟件，實現內部局域網計算機的自動對時。此外，針對GPS對時裝置失鎖或出現異常不可用的情況，提出了GPS對時裝置系統應對處理方法。
隨著氣象現代化建設的不斷推進，各類觀測、探 測資料不斷增加，各級臺站的觀測資料都需要實時 上傳中國氣象局，而且對一些觀測密度大、頻率高的 資料傳輸的時效性要求也特別高，能否及時上傳至中國氣象局，是各級氣象臺站非常關注的事情。信息傳輸時，計算機的時鐘不能有很大誤差，否則觀測 資料將不能在規定時間范圍內傳走，影響傳輸質量。
為了使計算機時鐘保持準確，目前大多數地市采用的方式是通過互聯網的時間服務器進行對時。 但是由于存在著網絡線路延時、時間服務器故障和網絡入侵等原因，上述方法獲得的時間和正確的時間仍有誤差，還會出現時間突然跳變的情況,從而嚴重影響傳輸業務。
由于GPS對時裝置非常準確和穩定，不會出現上述問題，所以本研究擬采用GPS對時裝置對時。首先通過軟件獲得GPS對時裝置的時鐘來對計算機進行對時，然后通過GPS對時裝置對業務用計算機進行對時，確保計算機不因時鐘問題而造成傳輸異常。
1、GPS對時裝置系統的網絡時間協議
網絡時間協議⑶（NTP-Network Time Protocol） 由美國德拉瓦大學的David L教授于1985年提出， 是用來使Internet上計算機維持相同時間的一種通 信協議。該協議可以估算出數據包在Internet ±往 返延遲，并可獨立地估算計算機時鐘偏差，從而實現 網絡上高精準度計算機校時。NTP是一個跨越廣域 網或局域網的復雜的同步時間協議，它通?？色@得 毫秒級的時間精度。時間服務器（Time Server）是利 用NTP的一種服務器，通過它可以使Internet中計 算機維持時間同步。實際應用時，使用NTP協議的 子集簡單網絡時間協議（Simple NTP： SNTP⑴）,即 可保障秒級精度。
1.1 NTP的基本原理⑴
NTP傳輸模型如圖1所示。
圖1 NTP傳輸模型
圖1中，4是客戶方發送查詢請求時間（以客 戶方時間系統為參照）；匕是服務器收到查詢請求 時間（以服務器時間系統為參照）；心是服務器回復 時間信息包時間（以服務器時間系統為參照）；孔是 客戶方收到時間信息包時間（以客戶方時間系統為 參照）;5,是請求信息在網上傳播所消耗的時間；為 是回復信息在網上傳播所消耗的時間。
1.2 GPS對時裝置的NTP的工作模式
NTP有3種工作模式。
主/被動對稱模式：一對一的連接，雙方均可同 步對方或被對方同步，先發出申請建立連接的一方工作在主動模式下，另一方工作在被動模式下。
客戶/服務器模式：與主/被動模式基本相同，唯一區別在于客戶方可被服務器同步，但服務器不能 被客戶同步。
廣播模式：一對多的連接，服務器不論客戶工作在何種模式下，主動發出時間信息，客戶由此信息調整自己的時間。
2、GPS對時裝置的授時服務系統
目前氣象系統尚未有自己獨立的時間服務系統，內部局域網的時間校對一般都是通過Internet 連接到免費提供時間校對的時間服務器上，時常有校對錯誤發生。由于GPS定位和授時具有準確性和開放性，因此GPS對時裝置越來越多地在時間服務器中被采用作為時間基準。
2.1 GPS對時裝置的授時服務系統結構
GPS對時裝置的授時服務系統結構，利用GPS的時間信 息組建內部局域網的授時服務系統，建立內部時間服務器，通過客戶端軟件可實現對局域網內的計算機自動進行時間校正。
GPS對時裝置的授時服務系統還可以通過氣象部門內部網絡實現對各級臺站通信傳輸業務用機的時間進行自動校正。
結論
GPS對時裝置以時間精確度較高的GPS外部時間源作為根時間源，基于NTP協議，采用客戶/服務器模式，能夠滿足氣象業務系統對時間精確度和全省統一時間的要求。
