GPS 1PPS 高精度時間訊號

通常電腦主機板上的震盪器精度並不是很高，隨著時間越久，系統上的時間可能會與現實時間的誤差越來越大，所以一般都會需要與網路上的 NTP server 連線定期做時間校準

NTP server 是階層式架構，最上層的稱為 Stratum-0，是最準確可靠的參考時間源，通常為原子鐘或 GPS，0 級時間源不會直接對外連接，而是為 1 級時間源提供參考時間，讓 1 級時間源對外提供校時服務

 

既然原子鐘或 GPS 是 0 級時間源，那想要自己搭建 NTP server 或是取得高精度的時間的話，那就應該要使用這兩種當作參考時間，因為原子鐘太貴也少見，一般都是使用經濟實惠的 GPS 1PPS 訊號當作時間源，而網路上也有很多用 GPS 當時間源自架 NTP server 的教學

GPS 1PPS 就是一秒輸出一次的脈衝訊號，其精度通常都可以在 50ns 之內，GPS 衛星上都搭載高精度的原子鐘，而且會將衛星上的時間傳輸出來，GPS 晶片內部也會內建高精度的 clock，精度比一般電腦主機板上的震盪器高得多，讓內建 clock 跟 GPS 訊號內的時間做同步，就可以輸出高精度的 1PPS 時間訊號

若要利用 GPS 1PPS 時間訊號，則在選購 GPS 模組時需要選有帶 1PPS 針腳輸出的模組，有些 GPS 模組只有 4 pin UART 輸出針腳，就不能提供 1PPS 訊號



Reference

• 使用 Orange Pi One 和 GPS 搭建1级时间源

• 用 Raspberry Pi + GPS 模組建立 stratum 1 的 NTP server

• Why do GPS receivers have a 1 PPS output?

• 基於 GPS 的時間服務器設計