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基于NTP协议的网络授时研究

作　者: 赵龙
导　师: 李本喜
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: GPS NTP 时钟同步网络时间协议
分类号: TP393.04
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 394次
引　用: 4次
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内容摘要

随着信息技术和网络技术的发展,人们对时间同步的精度要求越来越高。在煤矿微震监测定位系统中,主控站和各监测站之间时间同步的精度直接影响定位的精度。因此,如何在该系统中精确地同步系统网络中所有主机的时间是一个非常关键的问题。本文所做的主要工作是对分布式系统内时钟同步技术进行研究,设计并实现了煤矿微震监测定位系统中的时钟同步系统。该系统结构灵活,精度高,具有一定的先进性和创造性。在比较了现存几种网络校时协议的基础上,本文选取了NTP协议为本设计所采用的网络校时协议,针对矿震监测定位系统的网络拓扑结构和部分监测站位于地下的特点,本文将GPS技术与NTP时间协议相结合,不仅可以使局域网中各监测站微机与主控端微机时间同步,并且使其与世界协调时UTC同步。论文回顾了传统煤矿微震监测定位系统中时钟同步方式及不足之处,进一步阐述了高精度的GPS授时原理,并从体系结构、同步算法等角度分析了网络时间协议实现网络中主机时钟同步的原理。软件设计上采用了数据滤波算法、Intersection及Combing等算法。论文最后在北京矿务局微震监测定位系统上进行NTP时钟同步实验,实验数据表明,本文所设计的网络时钟同步系统比传统的时钟同步具有更高的时钟同步精度。

全文目录

第一章绪论  8-12
  1.1 研究背景、目的、意义  8
  1.2 国内外研究现状及研究动向  8-10
  1.3 研究内容、成果及意义  10
  1.4 论文的组织  10-11
  1.5 本文完成的主要工作  11-12
第二章 GPS 技术分析  12-30
  2.1 GPS 系统简介  12-13
  2.2 GPS 系统定位和授时原理  13-18
    2.2.1 GPS 定位原理  13-16
    2.2.2 GPS 授时原理  16-18
  2.3 GPS 授时系统的卫星信号  18-26
    2.3.1 信号组成  18-19
    2.3.2 扩频技术和相关接收  19-26
  2.4 GPS 接收机及其工作原理  26-29
    2.4.1 GPS 接收机概述  26-28
    2.4.2 GPS 接收机工作原理  28-29
  2.5 本章小结  29-30
第三章网络时间协议(NTP 协议)研究  30-44
  3.1 概述  31-32
  3.2 实现模型  32-33
  3.3 体系结构  33-34
  3.4 报文格式及其意义  34-37
  3.5 算法分析  37-42
    3.5.1 同步算法基本原理  37-39
    3.5.2 数据过滤  39-40
    3.5.3 时钟选择  40-41
    3.5.4 合并算法  41-42
  3.6 本地时钟校正  42-43
  3.7 本章小结  43-44
第四章授时系统的设计与实现  44-56
  4.1 应用背景  44
  4.2 主要实现技术介绍  44-48
    4.2.1 方案设计  44-45
    4.2.2 煤矿微震监测定位系统结构  45-46
    4.2.3 煤矿矿震监测定位系统定位原理  46-48
  4.3 系统硬件结构设计  48-51
    4.3.1 GPS 授时服务器与 UTC 同步的设计与实现  48-49
    4.3.2 监测台主机与授时服务器时间同步装置的设计与实现  49-50
    4.3.3 系统总体结构设计  50-51
  4.4 系统软件设计  51-52
  4.5 实验数据分析  52-55
  4.6 本章小结  55-56
第五章误差分析  56-63
  5.1 GPS 时间传递的误差  56-59
    5.1.1 与卫星有关的误差  56-57
    5.1.2 与信号传播有关的误差  57-58
    5.1.3 与接收机有关的误差  58-59
  5.2 NTP 协议误差  59-61
    5.2.1 时间戮误差  59
    5.2.2 测量误差  59-60
    5.2.3 网络误差  60-61
  5.3 人为误差  61-62
  5.4 本章小结  62-63
结论  63-64
攻读学位期间已发表的学术论文及科研成果  64-65
致谢  65-66
参考文献  66-67

基于NTP协议的网络授时研究

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