说明书

V1.3

许继电气股份有限公司

二○○九年九月

*本说明书可能修改，请注意最新版本目录

一、概述 (1)

二﹑技术指标 (1)

三、通讯规约 (2)

1．规约1（BJT规约） (2)

2．规约2（BCD规约） (2)

3．规约3（ST规约，无校验） (3)

4．规约4（ST规约，有校验） (3)

5．编码方式 (3)

四、使用说明 (4)

1、结构 (4)

2、功能说明 (4)

3、基本配置 (7)

五、选型说明 (7)

1、XJ-GPS800A (7)

2、XJ-GPS800B (7)

3、XJ-GPS800C (8)

4、XJ-GPS800D (8)

5、XJ-GPS800满配 (9)

XJ-GPS800系列后背板插板原则 (9)

XJ-GPS800系列卫星时钟装置

一、概述

随着电力系统自动化技术的发展，系统对时间统一的要求越来越迫切，对时间的同步精度也越来越高，我们研制的XJ-GPS800系列卫星时钟装置是专门为电力系统自动化装置提供高精度时间基准的时间同步设备。该设备以美国导航卫星全球定位系统（GPS）为时间基准，时间同步精度小于1μs；它选用美国专业生产厂家生产的GPS接收机部件进行二次开发研制而成。它可以同时跟踪场内的12颗GPS卫星，自动选择最佳星座进行定位，定时，输出与UTC时间同步精度小于1μs的时、分、秒，供电力系统需要标准时间尺度的各种自动化装置使用。

本设备采用单片机控制，软硬件结合的技术设计，充分利用接收组件的潜力。因此系统具有可靠性高，功能多，精度高，性价比好和操作方便等特点，完全可以满足电力系统时间同步要求。它的使用推广，将大大促进和提高电力系统的事故分析，故障测距和继电保护等自动化技术的发展。

二﹑技术指标

接收频率： 1575.42MHz，可同时跟踪8~12颗GPS卫星

天线射频灵敏度： -166dbw，天线配搭带30米馈线

捕获时间：冷启动：≤5分钟热启动≤2分钟

1PPS输出

精度：1μs 接口电平：TTL电平

极性：正脉冲脉宽：100ms

阻抗：50Ω前沿： 100ns

1PPM输出

精度：1μs 接口电平：TTL电平

极性：正脉冲脉宽：100ms

阻抗：50Ω前沿： 100ns

1PPH输出

精度：1μs 接口电平：TTL电平

极性：正脉冲脉宽：100ms

阻抗：50Ω前沿： 100ns

静态空接点

静态空接点与TTL电平信号的对应关系为接点闭合对应TTL电平的高电平，接点打开对应TTL电平的低电平，接点由打开到闭合的跳变对应准时沿。

准时沿： 1 μs（高速光隔），9μs（低速光隔）

隔离方式：光电隔离

输出方式：有源，无源

允许最大Vce电压： 24/110/220 VDC（默认配置24VDC , 110/220 VDC 需订货时订制）

允许最大Ice电流：50 mA

RS-485

ns

前沿：100

精度 1 μs

电源

输入电压范围：交流/直流85~265V

最大输出功率：30W

输入频率范围： 47~63Hz

工作温度范围：–10~+55℃

三、通讯规约

XJ-GPS800系列卫星时钟装置既提供软件对时，又提供硬件对时。软件对时分为报文和编

码两种方式，输出时间信息为：年，月，日；星期；时，分，秒。硬件对时有：时脉冲、分脉

冲、秒脉冲三种方式，在整时、整分或整秒时输出同步脉冲，使接收时间的设备的时\\分\\秒与

GPS的时\\分\\秒同步。采用报文方式对时有以下五种通讯规约可选。

规约设置方法：（出厂预设为规约4，ST有校验）

规约类型

JP1 JP2

ON ON BJT

ON OFF BCD OFF ON ST无校验

OFF OFF ST有校验

波特率设置方法：（出厂预设为9600bps）

JP3 波特率

ON 4800bps

OFF 9600bps

1．规约1（BJT规约）

接口标准：RS232\\RS485\\RS422

通讯速率：4800~9600b/s可选，出厂预置9600bit/s

数据位：8位(ASCⅡ码)。

起始位：1位

停止位：1位

校验位：无

输出报文格式：BJT，YYYYMMDD，hhmmss，±XXXX.XX，HHFFPP，ff.f1f1f1

其中：BJT表示北京时间，YYYY为年，MM为月，DD为日，hh为时，mm为分，ss为

秒，±表示钟差的符号，XXXX.XX为钟差值(标准钟—工频钟)单位为秒，HHFFPP分别为工频

钟的时，分，秒。ff.f1f1f1为工频，单位为赫兹。为结束标志。

正常情况，只发语句。

当出现信号丢失或接收卫星少于3颗时，发告警语句如下。

告警语句：ERR，YYMMDD，hhmmss

注：告警语句是表示GPS时钟与卫星失步时的时间。报文每秒发送一次，起始位与标准秒

的同步误差小于0.2ms

2．规约2（BCD规约）

接口标准：RS232\\RS485\\RS422

通讯速率：4800~9600b/s可选，出厂预置9600bit/s

数据位：8位

起始位：1位

停止位：1位

校验位：无

输出报文格式：< B>HHMMSSYYMMDDFFF1F1F2F2H2H2M2M2S2S2

其中：为起始符，为工频标志，为工频钟标志，为结束标志，以上字符均为ASCⅡ码。

HHMMSSYYMMDD分别为北京时间的时，分，秒，年，月，日。

FF为工频的整数部分。

F1F1为工频的小数点后第一、第二位。

F2F2为工频的小数点后第三、第四位。

H2H2M2M2S2S2分别为工频钟的时，分，秒。

以上数据均为压缩BCD码。

3．规约3（ST规约，无校验）

接口标准：RS232/485/TTL

波特率：4800~9600b/s可选，出厂预置9600bit/s

数据位：8位（ASCII码）

起始位：1位

停止位：1位

校验位：无

工作方式：异步

输出报文格式：SThhmmssDDMMYYAFhhmmssffffB

其中：ST为码头，Hhmmss为时分秒，DDMMYY为日月年，A为标准时间结束，F 为工频时间开始，hhmmss为工频时分秒，ffff为电网的频率，如4999表示49.99Hz，B为结束标志。

4．规约4（ST规约，有校验）

接口标准：RS232/485/TTL

波特率：4800~9600b/s可选，出厂预置9600bit/s

字节：1位起始位，8位数据位，1位停止位，无校验

帧格式：

< S > < T > D D D D D D D D D D D D D D D < A > ↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑

同帧时时分分秒秒日日月月年年年年校结

步头十个十个十个十个十个千百十个验束

标位位位位位位位位位位位位位位码标

志志采用ASCII码，校验字节是小时的十位至年的个位逐字节异或后再非运算的结果

5．编码方式

采用编码方式对时有IRIG-B和DCF77两种：

IRIG-B码

接口标准： TTL电平、EIA RS－485/232、空接点

a) 秒准时沿：码元“R”的上升沿为秒准时沿；

b) 秒准时沿的上升时间≤100ns (TTL电平) ；

c) 秒准时沿的时间准确度≤1μs (TTL电平)

IRIG-B码是采用美国标准，分直流码和交流码两种，以BCD码方式输出，每秒输出一次，内含100个脉冲。

输出时间信息为：秒、分、时、年，一年中的第n天。

DCF77码（可选件）

接口标准：RS232/485/TTL。

DCF77码采用欧洲标准，以BCD码方式输出，每分钟组装完一次完整的时间信息。输出时间信息为：秒、分、时，星期，日、月、年。

四、使用说明

1、结构

XJ-GPS800系列卫星时钟装置在结构上采用标准的19英寸2U工业机箱，其外形尺寸为：482.6(宽)mm×88(高)mm×240(深)mm，颜色为灰色。如图：

2、功能说明

XJ-GPS800系列卫星时钟装置前面板是由一块双行显示液晶和20个LED灯组成。如图：

（1）液晶显示：双行液晶上行显示时、分、秒、星期，下行显示年、月、日、收星数量。（2）PW：电源灯

（3）丢星：丢星告警灯，收到GPS同步信号后，此灯不亮，当GPS信号失步，告警灯亮，同时发出继电器接点信号（最大触点容量1A 30V Dc）。

（4）1PPS：当GPS收到同步信号，1PPS灯每个整秒闪烁一下，脉宽100ms。

（5）1PPM：当GPS收到同步信号，1PPM灯每个整分闪烁一下，脉宽100ms。

（6）P1～P8：当某路电路模板插上，这路灯亮。

（7）M1～M8：当GPS收到同步信号，这路灯闪烁，背板接口同时输出对时信号。

XJ-GPS800系列卫星时钟装置后背板根据需要由若干块电路模块组成，最多可插10块。如图：

由图中显示出，POWER板和CPU板是固定的，不能变换插槽外，其它8块电路模板可以根据需要任意组合插置。下面就各电路模板的功能、使用方法加以说明。

（1）POWER板：电源板，+、-表示交直流100V～220V输入；G表示电源地；AL表示

电源告警继电器接点输出（最大触点容量1A 30V Dc）。

注意POWER板只能插于机箱的最左侧（后视）。

（2）CPU板：GPS主板，包括接收机模块及信号处理电路等。

注意CPU板只能插于机箱的最右侧（后视）。

天线接口：表示GPS信号输入；

1PPS：表示TTL电平秒输出；

1PPM：表示TTL电平分输出；

1PPH：表示TTL电平时输出；

丢星告警：表示丢星告警继电器接点输出；（最大触点容量1A 30V Dc）；

RS232：表示有两路232串口规约输出（从上向下数，1、3为信号

输出，2、4为信号地）；

RS485：表示有两路485串口规约输出（从上向下数，5、7为正端，

6、8为负端）。

（3）RS232/485板：串口板，从板口看出有10路串口输出，既可以输出RS232规约也

可以输出RS485规约（包括IRIG-B码）。从电路板上看到，有CH1～

CH10共十组跳针，每一路都可通过跳帽选择RS232或者RS485

输出。如图：

输出RS232/485的时、分、秒、对时报文和IRIG-B码信号也是通

过电路模板上的一组双排跳针选择从总线板上输入的（注：每块电路

模板只能选择一种输入方式）。如图：

接线端子输出定义：RS232+表示信号输出端，RS232-表示信号地；RS485+表示

差分信号正端，RS485-表示差分信号负端。

（4）分/秒脉冲板：光隔脉冲信号扩展板，通过光电隔离的方式输出24V（默认配置24VDC , 110/220 VDC 需订货时订制）无源（出厂默认）或有源时/分/秒脉冲信号，也可输出IRIG-B码光隔信号；从电路模板上看到，有CH1～CH10共十组跳针，每一路都可通过跳帽选择有源方式还是无源方式输出信号。如图：

输出时、分、秒脉冲和IRIG-B码信号也是通过电路板上的一组双排

跳针选择从总线板上输入的（注：每块电路模板只能选择一种输入方

式）。如图：

接线端子输出定义：无源时+表示是电源输入，-表示信号输出端。

有源时+表示信号输出端，-表示信号地。如图：

3、基本配置

（1）GPS标准时钟基本配置30米天线（BNC接口）。

（2）输出对时报文是规约4

（3）分/秒脉冲扩展输出是有源秒脉冲接点

（4）RS232/485扩展输出是5路RS232、5路RS485

五、选型说明

1、XJ-GPS800A

7个RS232、7个RS485、30路脉冲（默认配置）或IRIG-B码（订货时注明）授时，1路1PPS TTL电平秒脉冲、1路1PPM TTL分脉冲、1路1PPH TTL电平时脉冲、1路丢星告警、1路掉电告警。

其中P1为RS232/485板，P2~P4为分/秒脉冲板（默认配置）或RS232/485板（IRIG-B 码）（订货时注明），P5~P8为空

2、XJ-GPS800B

2个RS232、2个RS485、20路脉冲（默认配置）或IRIG-B码（订货时注明）授时，1路1PPS TTL电平秒脉冲、1路1PPM TTL分脉冲、1路1PPH TTL电平时脉冲、1路丢星告警、1路掉电告警。

其中P1、P2为分/秒脉冲板或RS232/485板（IRIG-B码）（订货时注明），P3~P8为空

3、XJ-GPS800C

7个RS232、7个RS485、70路脉冲（默认配置）或IRIG-B码（订货时注明）授时，1路1PPS TTL电平秒脉冲、1路1PPM TTL分脉冲、1路1PPH TTL电平时脉冲、1路丢星告警、1路掉电告警。

其中P1为RS232/485板，P2~P8为分/秒脉冲板或RS232/485板（IRIG-B码）（订货时注明）

4、XJ-GPS800D

2个RS232、2个RS485、10路脉冲授时、10路IRIG-B码授时，1路1PPS TTL电平秒脉冲、1路1PPM TTL分脉冲、1路1PPH TTL电平时脉冲、1路丢星告警、1路掉电告警。

其中P1、P2为分/秒脉冲板，P3~P8为空，（P2在内部跳线选IRIG-B码输出）

5、XJ-GPS800满配

84路串口输出或者80路脉冲输出（可以根据工程实际需要灵活配置，需要订货注明）、2个RS232、2个RS485、1路1PPS TTL电平秒脉冲、1路1PPM TTL分脉冲、1路1PPH TTL 电平时脉冲、1路丢星告警、1路掉电告警。

其中P1~P8全部为分/秒脉冲板或者RS232/485板，通过内部跳线可实现IRIG-B码功能。

XJ-GPS800系列后背板插板原则

从CPU板开始，依次是RS232/485板，分/秒脉冲板，也就是RS232/485板始终插在比分/秒脉冲板更靠近CPU板的位置。下载本文