在现代信息社会发展的今天,高精度的时钟在电力、通信、铁路、航空等领域尤为重要。为了满足苛刻的时间精度要求,普遍采用GPS授时。其具有授时精度高,稳定性好,覆盖范围广等优点。但GPS为美国军方所开发,受到意识形态和政治因素的影响,用GPS时钟做为唯一时钟源对于时钟系统安全性和稳定性存在一定安全隐患。“北斗一号”卫星是我国自主研发的卫星导航系统,授时精度也优于GPS,但缺点是卫星数量少,没有GPS稳定。针对此种情况,本文采用以北斗、GPS双模卫星互备授时的方式授时,同时接收北斗和GPS卫星信号,采用先进的时间控制处理算法,实现双时间源智能切换,既克服了GPS授时存在的安全隐患,又解决了北斗授时存在的稳定性问题。同时,考虑到北斗、GPS会出现同时失去锁定的情况,所以,该系统还配备了守时功能模块。即便北斗、GPS同时失锁,授时系统仍能在一段时间内保持失锁前的稳定度和准确度。在完成授时的过程中,时间同步精度是一个重要的标准,它直接决定授时质量的好坏。本文从软件和硬件的角度详细地分析了影响时间同步精度的因素,以微处理器为核心,配以最小开销的硬件电路,采用以软件和硬件相结合的设计方法。既节约了设计成本,又克服了纯软件设计延时大的缺点。该系统采用模块化的设计思路,且各模块之间具有相对的独立性。本文首先从整体的角度介绍了该授时系统的结构框图,然后以章节为单位介绍各个子模块的设计。从设计原理,具体实现过程,硬件设计、软件设计、实验结果、误差分析等方面做了详细论述。经工程实践验证,该系统安全、稳定可靠,授时精度高。时间同步精度在100ns以内,信号的沿跳变在80ns以内,完全满足中国授时系统的要求。