System GPS to amerykański system wojskowy, który dostarcza informacje o położeniu na całym świecie do celów nawigacyjnych. System jest utrzymywany dla wojska przez USNO, United States Naval Observatory. System jest zaimplementowany przez 24 orbitujące satelity, każdy z precyzyjnymi punktami odniesienia, które są używane do triangulacji pozycji. Wraz ze wzrostem tanich urządzeń nawigacyjnych GPS, tanie anteny GPS i odbiorniki mogą zapewnić precyzyjne oznaczenie czasu i częstotliwości dla synchronizacji sieci komputerowej.
Windows 10 - Zmień strefę czasową - Dostosuj czas i datę
W tym artykule przedstawiono wprowadzenie do korzystania z systemu GPS do zastosowań komputerowych. Opisuje sprzęt, który można wykorzystać do zapewnienia dokładnego zasobu czasu dla komputerów i sieci komputerowych.
Wszystkie satelity na orbicie mają wbudowane precyzyjne odniesienia czasowe, które mogą być wykorzystywane przez serwery czasu w celu zapewnienia dokładnego czasu. Każdy satelita nieustannie nadaje dokładne informacje o czasie i pozycjonowaniu. Informacje te mogą być odbierane przez odbiornik GPS i zamontowaną zewnętrznie antenę GPS. Otrzymane informacje o taktowaniu odnoszą się do czasu UTC. System to usługa bezpłatna, nie wymagająca żadnych opłat konfiguracyjnych ani abonamentowych.
Wiele systemów serwerowych NTP (Network Time Protocol) wykorzystuje czas GPS jako zewnętrzny punkt odniesienia do synchronizacji systemów Windows, LINUX, UNIX i innych systemów operacyjnych i infrastruktur sieciowych. GPS jest idealnym źródłem czasu i częstotliwości, ponieważ może zapewnić bardzo dokładny czas w dowolnym miejscu na świecie przy użyciu stosunkowo tanich komponentów.
Każdy satelita GPS transmituje sygnał radiowy o bardzo małej mocy na dwóch częstotliwościach; L1 i L2. L1 jest cywilnym pasmem częstotliwości transmitowanym przy 1575 MHz, podczas gdy L2 jest wykorzystywany do celów pozycjonowania wojskowego. Sygnał radiowy przesyłany przez każdego satelitę może łatwo przechodzić przez materiał taki jak szkło i plastik, ale są blokowane bardziej istotne materiały używane w budynkach. Sygnały poruszają się po linii wzroku. Idealna lokalizacja dla anteny GPS znajduje się na dachu z dobrym widokiem nieba.
Sygnały radiowe mogą być odbierane przez tanie anteny GPS. Antena jest zasadniczo wzmacniaczem o dużym wzmocnieniu, który służy do wzmacniania i przesyłania słabych sygnałów radiowych w dół kabla koncentrycznego do odbiornika GPS.
Niezbędna jest długość kabla, która może być wykorzystana między anteną GPS a odbiornikiem. Odległość kabla jest określana przez względną jakość wykorzystywanego kabla i wzmocnienie anteny GPS. Wysokie wzmocnienie anteny i wysokiej jakości przewód koncentryczny pozwalają na znacznie dłuższe przebiegi kabli.
Wzmacniacze sygnału GPS mogą być montowane w linii na kablu koncentrycznym w celu zwiększenia sygnału i zwiększenia długości kabla. Wzmacniacze GPS są zwykle zasilane z kabla koncentrycznego. Im wyższe wzmocnienie lub wzmocnienie zapewniane przez antenę, tym dłuższa długość kabla może być wykorzystana.
Anteny dachowe mogą być podatne na uderzenia świetlne lub inne udary napięcia. Uderzenie pioruna w odległości nawet ćwierć mili może uszkodzić elementy elektroniczne. Dlatego zaleca się zamontowanie tłumika przepięć. Tłumiki piorunów lub tłumików są instalowane bezpośrednio na kablu GPS i przekierowują każdy skok na Ziemię. Dostępne są różne typy tłumików przepięć, od urządzeń wyładowczych do półprzewodnikowych urządzeń półprzewodnikowych.
Odbiorniki GPS dekodują odbierany sygnał z anteny i dostarczają łatwo czytelnych informacji w formacie szeregowym. Większość systemów operacyjnych, w tym Microsoft Windows, LINUX i UNIX, a także systemy serwerów czasu mogą wykorzystywać dane wyjściowe czasu dostarczone przez odbiornik GPS w celu dokładnej synchronizacji. Stosuje się wiele różnych protokołów GPS, z których najpopularniejszym jest NMEA. Protokół NMEA został opracowany przez National Marine Electronics Association. Protokół określa zestaw zdań, które zawierają informacje o czasie i pozycjonowaniu uzyskane przez odbiornik GPS. Komunikaty GPS mogą być łatwo dekodowane przez standardowy komputer PC lub serwer NTP w celu zapewnienia dokładnych informacji o taktowaniu.
Podsumowując, system GPS jest doskonałym źródłem dokładnego czasu dla systemów serwerowych NTP lub do synchronizacji autonomicznych komputerów z systemem Windows, LINUX i UNIX. Korzystając ze stosunkowo tanich komponentów, Globalny System Pozycjonowania może dostarczać wrażliwe na czas aplikacje z dokładnymi informacjami o czasie.