劉興梅楊茹梅

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廣播時(shí)鐘系統(tǒng)的應(yīng)用

劉興梅1楊茹梅2

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隨著自動(dòng)化播出的普遍應(yīng)用，時(shí)鐘同步等基礎(chǔ)設(shè)備的運(yùn)行安全對(duì)于廣播播出具有重要的意義。本文介紹了衛(wèi)星授時(shí)系統(tǒng)，在分析、比較北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)和GPS全球定位系統(tǒng)以及新型廣播時(shí)鐘系統(tǒng)的具體應(yīng)用的基礎(chǔ)上，得出采用雙母鐘的時(shí)鐘系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，可極大地保障播出安全的結(jié)論。

GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng) 北斗系統(tǒng) 新型廣播時(shí)鐘系統(tǒng)

對(duì)于總控播出傳輸和制播網(wǎng)系統(tǒng)的定時(shí)自動(dòng)化播出，確定準(zhǔn)確的時(shí)間具有重要的意義?，F(xiàn)行的廣播系統(tǒng)普遍通過(guò)全球定位系統(tǒng)（GPS）授時(shí)，隨著北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的逐漸成熟，總控播出傳輸和制播網(wǎng)系統(tǒng)采用更安全的雙時(shí)鐘校時(shí)方案。

1 衛(wèi)星授時(shí)系統(tǒng)

世界可分為四個(gè)維度，除了立體三維空間，還有時(shí)間這個(gè)維度。對(duì)于任何運(yùn)動(dòng)物體的描述都要使用這四個(gè)維度。準(zhǔn)確的時(shí)間離不開(kāi)精準(zhǔn)的時(shí)鐘，現(xiàn)階段普遍采用原子鐘作為授時(shí)母鐘。我國(guó)設(shè)有國(guó)家授時(shí)中心，負(fù)責(zé)北京時(shí)間的精準(zhǔn)授時(shí)工作。衛(wèi)星定位系統(tǒng)的衛(wèi)星中設(shè)有精準(zhǔn)的時(shí)鐘，衛(wèi)星可以從授時(shí)中心獲取準(zhǔn)確時(shí)間，通過(guò)衛(wèi)星覆蓋為用戶提供基于位置的精確授時(shí)服務(wù)。衛(wèi)星定位系統(tǒng)是普通用戶獲取精準(zhǔn)時(shí)間最直接有效的手段。

現(xiàn)行衛(wèi)星定位系統(tǒng)主要包括：美國(guó)全球定位系統(tǒng)（GPS），歐洲伽利略系統(tǒng)，俄羅斯格洛納斯（Glonass）系統(tǒng)和我國(guó)的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)。全球定位系統(tǒng)使用最廣泛、覆蓋范圍最廣，是常用的衛(wèi)星定位系統(tǒng)。現(xiàn)行衛(wèi)星授時(shí)系統(tǒng)普遍采用全球定位系統(tǒng)，隨著北斗系統(tǒng)對(duì)中國(guó)地區(qū)的完全覆蓋，國(guó)內(nèi)地區(qū)可以采用北斗系統(tǒng)授時(shí)。

2 北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)的比較

2.1 北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)

北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)是由中國(guó)建立的區(qū)域?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)。該系統(tǒng)由三顆（兩顆工作衛(wèi)星、一顆備用衛(wèi)星）北斗定位衛(wèi)星（北斗一號(hào)）、地面控制中心為主的地面部份和北斗用戶終端三部分組成。北斗定位系統(tǒng)可向用戶提供二十四小時(shí)即時(shí)定位服務(wù)，授時(shí)精度可達(dá)數(shù)十納秒(ns)的同步精度，其定位精度與GPS相當(dāng)。

2.2 全球定位系統(tǒng)

全球定位系統(tǒng)（GPS）由一組美國(guó)國(guó)防部在1978年開(kāi)始陸續(xù)發(fā)射的衛(wèi)星所組成，共有24顆衛(wèi)星運(yùn)行在6個(gè)地心軌道平面內(nèi)，根據(jù)時(shí)間和地點(diǎn)，地球上可見(jiàn)的衛(wèi)星數(shù)量一直在4顆至11顆之間變化。

GPS時(shí)鐘是一種接受GPS衛(wèi)星發(fā)射的低功率無(wú)線電信號(hào)，通過(guò)計(jì)算得出GPS時(shí)間的接收裝置。為獲得準(zhǔn)確的GPS時(shí)間，GPS時(shí)鐘必須先接收至少4顆GPS衛(wèi)星的信號(hào)，計(jì)算出自己所在的三維位置。在已經(jīng)得出具體位置后，GPS時(shí)鐘只要接收到1顆GPS衛(wèi)星信號(hào)就能保證時(shí)鐘的走時(shí)準(zhǔn)確性。

2.3 北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)與全球定位系統(tǒng)的比較

（1）覆蓋范圍。北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)基本能覆蓋我國(guó)大部及周邊鄰國(guó)部分地區(qū)，全球定位系統(tǒng)覆蓋全球。對(duì)于中國(guó)地區(qū)使用基本無(wú)差別。

（2）衛(wèi)星數(shù)量。全球定位系統(tǒng)由6個(gè)軌道的24顆衛(wèi)星組成。北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)建設(shè)初期，衛(wèi)星數(shù)量較少，后續(xù)全球覆蓋需要增加衛(wèi)星數(shù)量達(dá)到35顆。

(4)整合產(chǎn)業(yè)鏈，借助電子商務(wù)重構(gòu)銷(xiāo)售渠道。中國(guó)蓬勃發(fā)展的電子商務(wù)無(wú)疑為廣大中小外貿(mào)企業(yè)建設(shè)內(nèi)銷(xiāo)渠道提供了一個(gè)很好的選擇。

（3）實(shí)時(shí)性。由于計(jì)算傳輸機(jī)制不同，GPS系統(tǒng)是被動(dòng)式直接傳輸，實(shí)時(shí)信號(hào)；北斗系統(tǒng)需要將申請(qǐng)傳回中心控制系統(tǒng)，再將數(shù)據(jù)送回，在實(shí)時(shí)性上不如GPS系統(tǒng)，但可以傳輸短消息。

綜上所述，現(xiàn)階段GPS系統(tǒng)成熟穩(wěn)定，北斗系統(tǒng)仍在建設(shè)過(guò)程中，系統(tǒng)性能會(huì)逐漸提升。在北斗系統(tǒng)建設(shè)完成后，與GPS相比有一定優(yōu)勢(shì)存在，特別是在GPS系統(tǒng)限制使用可能的情況下，更具戰(zhàn)略意義。

3 新型廣播時(shí)鐘系統(tǒng)的應(yīng)用

3.1 新型廣播時(shí)鐘系統(tǒng)的組成

現(xiàn)行廣播系統(tǒng)普遍采用單獨(dú)全球定位系統(tǒng)授時(shí)的方式，存在的安全隱患因素不能忽視。新型時(shí)鐘系統(tǒng)同時(shí)采用全球定位系統(tǒng)和北斗系統(tǒng)雙授時(shí)，避免了單獨(dú)系統(tǒng)來(lái)源帶來(lái)的不穩(wěn)定因素。如圖1所示：

圖1 廣播時(shí)鐘系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意

設(shè)置北斗和GPS兩套時(shí)鐘源，通過(guò)時(shí)碼選擇器輸出一套時(shí)碼流對(duì)廣播系統(tǒng)的所有設(shè)備進(jìn)行校時(shí)，同時(shí)末端擴(kuò)展出多個(gè)子鐘，便于使用。同步系統(tǒng)通過(guò)兩臺(tái)同步發(fā)生器產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的同步信號(hào)，為調(diào)音臺(tái)及矩陣提供參考脈沖，從而保證全系統(tǒng)數(shù)字化的準(zhǔn)確性。

時(shí)鐘系統(tǒng)采用雙時(shí)鐘源構(gòu)架，衛(wèi)星校時(shí)鐘采用專(zhuān)用的衛(wèi)星接收機(jī)接收GPS信號(hào)并解調(diào)AC碼得到時(shí)碼和秒脈沖，作為時(shí)間系統(tǒng)的參考標(biāo)準(zhǔn)，同步系統(tǒng)時(shí)鐘。同樣，ST3001B衛(wèi)星時(shí)鐘通過(guò)接收北斗衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)射的時(shí)碼信號(hào)，獲得標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘。兩路衛(wèi)星校時(shí)互為備份，用ST5101時(shí)碼選擇器進(jìn)行切換，得到最優(yōu)時(shí)碼后，輸出到后級(jí)的分配中繼器，最終分配至最末級(jí)用戶。

時(shí)碼選擇器輸出的時(shí)鐘碼流，不僅為機(jī)房各種數(shù)字時(shí)鐘提供時(shí)間，還為總控矩陣和服務(wù)器系統(tǒng)提供統(tǒng)一的時(shí)間。一套廣播系統(tǒng)應(yīng)使用相同的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，因此，要求所有校時(shí)選擇相同的時(shí)間源。

統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間在自動(dòng)化播出方面有重要作用。矩陣控制電腦，通過(guò)校時(shí)軟件使得矩陣控制系統(tǒng)保持時(shí)間同步；制播網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置校時(shí)服務(wù)器，工作站通過(guò)軟件校時(shí)，使得所有工作站時(shí)間相同。這樣就能通過(guò)制定矩陣的播出表單，根據(jù)表單定時(shí)切換播出通路實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化播出。整個(gè)系統(tǒng)更多的依靠計(jì)算機(jī)系統(tǒng)后臺(tái)操作，可以更加精確的切換，避免人員操作失誤。配合制播網(wǎng)系統(tǒng)播出站的精確定時(shí)播出內(nèi)容，可以實(shí)現(xiàn)播出內(nèi)容無(wú)縫銜接，避免混播和空播等問(wèn)題的發(fā)生。在保證精確播出的同時(shí)，極大的節(jié)省人力，避免人工操作帶來(lái)的不確定性。

審稿人：孫生和 內(nèi)蒙古廣播電視臺(tái) 正高級(jí)工程師

責(zé)任編輯：王學(xué)敏

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2096-0751（2017）02-0015-03

劉興梅 內(nèi)蒙古新聞出版廣電局微波傳輸總站 高級(jí)工程師

楊茹梅 呼倫貝爾市微波傳輸總站 工程師