文/温占考 吴建王卫东 王宇王兴伟

东北大学： 基于GPS的时间服务器设计

文/温占考 吴建1王卫东 王宇1王兴伟2

在计算机技术迅速发展的今天，众多应用对时间同步的依赖性很大。而众所周知，计算机、路由器等设备的时钟振荡器工作在不受校对的自由振荡的状况下，时钟的振荡频率和标准频率之间存在一些误差，长期积累后会产生相当大的影响。在数据共享、云计算及网络安全等网络应用中，网络管理员需要通过精确的时间信息来保障系统的正常运转。

原子钟

目前世界上最准确的计时工具就是原子钟。原子钟是利用原子吸收或释放能量时发出的电磁波来计时的。充分利用这种电磁波的稳定性，再通过一系列精密的仪器对其进行控制，从而使得原子钟的计时非常准确。目前在原子钟里常用的元素有氢、铯、铷等。原子钟的精度可以达到100万年误差只有1秒。由于原子钟价格昂贵，一般用户无法使用原子钟作为时钟源用于授时服务。

GPS技术

全球定位系统（Global Positioning System，GPS），是一个中距离圆型轨道卫星导航系统。它可以为地球表面98%以上地区提供准确的定位、测速和高精度的时间标准。该系统由美国国防部于上世纪70年代开始进行研制并于1994年全面建成，可满足位于全球98%以上地方或近地空间的精确三维位置定位、三维运动确定和时间同步的需求。该系统在太空中部署了24颗GPS卫星，其中21颗GPS卫星处于工作状态，其余3颗作为备用卫星。这24颗卫星均匀分布在6个轨道平面上，所以每个轨道面上有4颗卫星；……