精密实验室在高精度实验和仪器协同运行中,对“时间”的依赖远高于普通行业。实验周期长、设备多、对同步精度要求高,因此对卫星授时服务器(GNSS/北斗授时服务器)的需求呈现出以下特点:
一、毫秒级以上已不够——需要“微秒级甚至纳秒级”同步精度核心需求:
实验设备之间需要严格一致的时间基准(如高频采集卡、示波器、频谱仪、计数器等)
对实验数据需做到 时间戳精确可追溯
精密实验常需要分析微弱信号差异,因此时间误差必须极低
指标需求:
对外提供:NTP ≤ 1~10μs、PTP ≤ 100ns~500ns
本机授时稳定性:≤ 10⁻¹² ~ 10⁻¹³(搭配铯钟/驯服晶振)
二、独立稳定的时间源,保证实验连续性
在精密实验室中,重要实验可能运行数天或数周,这要求:
需求点:
不依赖外网授时,卫星信号中断时仍能稳定运行
保证数据链中断不会引起“时间跳变”
技术要求:
自带 北斗/GPS 双模接收,抗干扰更强
配置 高稳定本地守时源(OCXO、Rubidium)
支持 PPS/10MHz 输出 为高精度仪器提供根时间源
三、对内统一时间,避免仪器之间“跑时”
实验室仪器来自不同***,不同时代:
有的设备支持 NTP
***设备支持 PTP(IEEE1588)
高端仪器只接受 PPS/10MHz
因此卫星授时服务器需:
技术需求:
同时输出多种授时方式:NTP、PTP、PPS、10MHz、串口授时
多协议可并行输出
可给 数据采集系统、实验控制系统、存储设备 同时授时
四、强抗干扰能力,适应实验室环境
精密实验室通常存在电磁干扰、屏蔽房、金属结构等问题:
需求:
具备 高灵敏度天线、天线延长方案
支持 长距离馈线、放大器、避雷器
可在屏蔽环境中稳定运行(需要辅助扩展天线)
五、可追溯、可监控、可记录
实验数据的溯源能力至关重要:
功能需求:
时间偏差实时监控(相对卫星、相对上级时间源)
保存 时间校准记录、偏差记录、运行日志
支持 标准时间溯源链路文件导出,满足审计/论文发表要求
六、实验安全性与可靠性
实验室对安全性要求高:
需求:
双电源冗余
内部硬盘或存储系统具备可靠性
长期运行不漂移、不重启
支持 温度补偿、防震、防潮设计(部分实验室位于机房或恒温仓)
七、网络兼容性与易管理性
实验环境复杂,包括内网、隔离网、科研网:
需求:
支持 VLAN / 静态路由 / 多网口
可独立在科研网、实验控制网、设备网中运行
提供 Web 管理、SNMP、日志上传接口
八、典型使用场景
精密光学、电磁实验
高速数据采集(DAQ)系统
精密计量实验室(时间频率标准)
多设备协同采集或同步触发


