NTP 和 GPS 源之间的时间精度答案

【问题标题】：Time precision between NTP and GPS sourceNTP 和 GPS 源之间的时间精度
【发布时间】：2012-09-30 09:50:06
【问题描述】：

我有 NTP 客户端实现（在 Linux 上）向（Stratum 1 或 2）NTP 服务器发送/接收数据包并获取板上的服务器时间。另外，我在 Linux 上运行了另一个应用程序，它给了我 GPS 时间。在我从 NTP 和 GPS 源获取时间信息之前，我将在板上手动设置时间（使用日期）接近当前 GPS 时间（此信息取自 http://leapsecond.com/java/gpsclock.htm）。

保持板上的系统时间作为参考，我将使用这个参考时间与 NTP（比如 X）和 GPS（Y）的差异。 X 和 Y 之间的差异将达到 500+ 毫秒。我很想知道 NTP 和 GPS 之间的时间精度。 500 毫秒是预期值吗？

我尝试在 NTP 客户端上启用硬件时间戳，但没有任何区别。

【问题讨论】：

在我给你答案之前有两个问题：你的 GPS 是通过 USB 连接的吗？为什么不将 ntpd 设置为使用 gps 作为时间源？
安装程序不在我工作的地方。我会检查它并让你知道它是否通过 USB 连接。你问我这个问题有什么具体原因吗？而且，不使用 gps 的原因是，如果我们将电路板放在没有连接的远程位置，那么这将是一个问题。
USB 上的 GPS 真的很紧张。如果没有连接，你将如何使用 ntpd？
我的意思是说，没有GPS连接或GPS信号强度低，这种情况下，我需要使用NTP服务器。

标签： time gps ntp gps-time

【解决方案1】：

使用 GPS 作为参考时钟归结为一件事：PPS（每秒脉冲）。其他一切都非常紧张（不稳定/不可预测）。

PPS 输出非常准确（纳秒级）。

PPS 不包含任何信息，除非第二个开始。这意味着我们必须从另一个来源为我们的时钟提供日期和时间。 NMEA（来自 GPS 的实际数据）很好，只要它足以确定时间到一秒的精度。

我的猜测是您的“GPS 时间”是来自 GPS“数据出口”的时间（和日期）。这个时间可以减少 500 毫秒（甚至更糟），这是正常的。这就是为什么我们不将该时间用作准确的参考时钟。

【讨论】：

PPS 信号也必须通过低延迟方法连接，例如 RS232 控制线或中断触发 GPIO 引脚。如果通过 USB 转 RS232 电缆连接，USB 协议会给 PPS 信号增加很多延迟。

【解决方案2】：

您可能想了解时间参考。我认为 GPS 时间系统与那些时间服务器返回的 UTC 时间并不完全相同。原子钟测量的时间会定期添加闰秒，以使UTC时间在不稳定的天文时间+/1秒内。

您的 NTP 实施是否能够纠正网络延迟？尝试使用对您而言具有低延迟的 NTP 服务器...

这些因素可以解释你看到的差异。

【讨论】：

谢谢西蒙。但我认为，网络延迟不会是造成差异的原因。在计算服务器上的时间时，考虑到网络延迟。
GPS 不使用天文时间，但也使用 TAI。 UTC 的偏移量是广播的，所以这并不能解释差异。正如@JeffMerlin 解释的那样，NMEA 数据流的时间不准确，确实如此。
Is your NTP implementation able to correct network latency ? 考虑到延迟补偿是 NTP 协议的核心部分的奇怪问题......此外，闰秒的存在或不存在不能解释小数差异，例如OP 报告的 0.5 秒。