GPS (Global Positioning System)는 주로 글로벌 탐색을 목적으로하는 미군 시스템입니다. 이 시스템은 탐색을위한 매우 정확한 위치 정보를 제공합니다. GPS 시스템은 궤도에 진입하는 24 개의 위성으로 이루어진 별자리로 구성됩니다. 각 위성에는 온보드 원자 시계가있어 매우 정확한 타이밍 참조를 제공하는 데 이상적입니다..
이 기사에서는 GPS 시계를 사용하여 컴퓨터 및 컴퓨터 네트워크에 대한 정확한 타이밍 참조를 제공하는 방법에 대해 설명합니다. GPS 시스템은 종종 NTP 시간 서버 및 정확한 타이밍 참조와 같은 컴퓨터 타이밍 어플리케이션에 사용됩니다.
초보자를위한 휴대용 GPS
GPS 시간
GPS 시간은 GPS 시스템에 의해 지속적으로 방송됩니다. 시간은 전 세계적으로 동일하며 시간대에 따라 달라지지 않는 UTC (Universal Coordinated Time)로 참조됩니다. GPS 타이밍 정보는 GPS 수신기 및 안테나와 같이 상대적으로 저렴한 장비로 수신 할 수 있습니다..
GPS 신호는 매우 약한 저전력 무선 신호입니다. 신호에는 두 개의 지정된 주파수, L1과 L2가 있습니다. 주파수 L1은 1575.42 MHz로 전송되는 민간 GPS 주파수입니다. 신호는 직선으로 흐르고 구름, 유리 및 플라스틱을 통과 할 수 있지만 금속 및 벽돌과 같은 물건으로 막혀 있습니다. 따라서 GPS 안테나의 이상적인 위치는 하늘을 잘 볼 수있는 옥상에 있습니다. 건물 측면이나 창문에 안테나를 설치하면 적절한 결과를 얻기 위해 하늘을 충분히 볼 수 있습니다..
GPS 시계
GPS 시스템은 무료 방송 시간 동기화 서비스를 제공합니다. 진행중인 설정 또는 구독료가 없습니다. 많은 컴퓨터 시스템은 정확한 타이밍 기준으로서 GPS 클록을 이용한다. 고정밀 NTP 서버 시스템은 GPS 시간을 외부 참조로 사용하여 네트워크 시간 프로토콜 서버를 동기화합니다. 일반적으로 GPS 수신기는 UTC의 몇 나노초 내에 타이밍 정보를 제공 할 수 있습니다. GPS 수신기로 달성되는 정확도는 일반적으로 대부분의 컴퓨터 네트워크 타이밍 어플리케이션에 필요 이상입니다.
GPS 수신기 출력
GPS 수신기는 위치 및 타이밍 정보를 지속적으로 출력합니다. 일반적으로, 정보는 RS232 직렬 인터페이스를 통해 수신기로 전송되거나 수신기로 전송됩니다. 표준 GPS 인터페이스 프로토콜이 존재하며, 가장 일반적인 것이 NMEA입니다. NMEA 프로토콜은 초당 4800 비트로 전송되는 여러 문장 또는 문자열로 구성됩니다. 각 문자열에는 정확한 시간 및 위치 정보가 들어 있습니다. 직렬 통신과 관련된 대기 시간 때문에 NMEA 문장은 일반적으로 타이밍 참조를 제공 할만큼 정확하지 않습니다. 따라서 초당 펄스 (PPS) 출력이 활용됩니다. PPS 출력은 초당 정확한 펄스 출력으로 매 초마다 정렬됩니다. 정확한 타이밍을 위해 하드웨어 인터럽트 입력을 제공하기 위해 PPS 출력을 RS232 인터페이스의 제어 라인에 공급할 수 있습니다. 종종 DCD RS232 회선은 GPS 수신기의 PPS 입력으로 사용됩니다. NMEA 타이밍 및 위치 정보와 결합 된 PPS 출력은 컴퓨터에 대해 매우 정확한 타이밍 기준을 제공합니다.
GPS 안테나
GPS 안테나는 케이블을 따라 일반적으로 동축 케이블을 통해 수신기로 전송하기 위해 GPS 신호를 증폭시키는 신호 증폭기입니다. 타이밍 목적으로 사용되는 GPS 안테나는 일반적으로 정적 위치에 영구적으로 설치하기위한 돔형 막대 장착 장치입니다. 일반적으로 GPS 안테나는 직경이 900mm 미만인 상당히 작습니다.
GPS 케이블
GPS 안테나 및 수신기에서 사용할 수있는 케이블 거리는 GPS 안테나의 증폭과 설치에 사용 된 동축 케이블의 품질에 따라 다릅니다. 일반적인 GPS 안테나의 이득은 35db입니다. RG58과 같은 저품질 동축 케이블은 1575MHz에서 0.64dB / m의 감쇠를 갖는다. 따라서 RG58 케이블을 사용하여 55m의 케이블을 얻을 수 있습니다. LMR400과 같은 고 품질의 동축 케이블을 사용하면 200m의 유선 케이블을 사용할 수 있습니다. 그러나, 매우 고품질 동축 케이블은 비쌀 수 있습니다. 좋은 절충안은 LMR200 케이블로 80m까지 아무런 문제없이 사용할 수 있습니다. GPS 신호를 더욱 증폭시켜 GPS 거리를 늘리는 GPS 증폭기를 사용하면 더 먼 거리를 얻을 수 있습니다. GPS를 사용하는 방법 GPS는 미국 군대에 의해 개발되었으며 위성이 정확하게 위치를 삼각 측량 할 수 있도록 정확한 타이밍 장비가 포함 된 24 개 이상의 통신 위성을 높은 궤도에 통합합니다..
그러나 NTP (Network Time Protocol) 서버는 각 위성의 매우 정확한 원자 시계 타이밍 기준을 사용하여 매우 정확한 GPS 시간을 외부 참조로 사용하여 컴퓨터 네트워크를 동기화 할 수 있습니다.
GPS는 비교적 저렴한 부품을 사용하여 세계 어느 곳에서나 매우 정확한 시간을 제공 할 수 있기 때문에 이상적인 시간 및 주파수 소스입니다. 각 GPS 위성은 군사용으로 L2를 두 개, 민간인이 1575MHz로 전송하기 위해 L1 용으로 전송하며 저가형 GPS 안테나 및 수신기가 현재 널리 보급되고 있습니다.
위성으로 전송되는 무선 신호는 창문을 통과 할 수 있지만 건물에 의해 차단 될 수 있으므로 GPS 안테나의 이상적인 위치는 하늘을 잘 볼 수있는 옥상에 있습니다. 신호가 많을수록 더 많은 위성을 수신 할 수 있습니다. 그러나 지붕 장착형 안테나는 조명 파업이나 다른 전압 서지가 발생하기 쉽기 때문에 GPS 케이블에 인라인으로 설치하는 것이 좋습니다.
GPS 안테나와 수신기 사이의 케이블도 중요합니다. 케이블이 작동 할 수있는 최대 거리는 일반적으로 20-30 미터이지만 안테나의 이득을 높이기 위해 인라인으로 배치 된 GPS 증폭기와 결합 된 고품질 동축 케이블은 100 미터 케이블을 초과 할 수 있습니다.
그런 다음 GPS 수신기는 안테나에서 전송 된 GPS 신호를 컴퓨터가 읽을 수있는 프로토콜로 디코딩합니다.이 프로토콜은 Windows, LINUX 및 UNIX를 포함한 대부분의 시간 서버 및 운영 체제에서 사용할 수 있습니다.
또한 GPS 수신기는 GPS 네트워크 시간 프로토콜 (NTP) 서버 및 컴퓨터 시간 서버가 매우 정밀한 타이밍을 제공하기 위해 활용할 수있는 초당 정확한 펄스를 출력합니다. 대부분의 수신기에서 초당 펄스 수는 UTC (Coordinated Universal Time 또는 Universities Coordonné)의 1 초 0.001 이내로 정확합니다.
GPS는 NTP 시간 서버 또는 독립 실행 형 컴퓨터에 동기화를위한 매우 정확한 외부 참조를 제공하는 데 이상적입니다. 상대적으로 저렴한 장비로도 GPS를 사용하여 100 나노초 (나노 초 = 10 억분의 1 초)의 정확도를 달성 할 수 있습니다..
Copyright (c) 2008 Richard Williams