随着生产力推动高科技的进一步快速发展,高精度时间同步系统越来越在通信、深空探测、国防等高精尖技术应用领域得到了更加广泛的应用。如何让时间同步系统达到更高时间同步精度、更加安全可靠地工作以及让它的性价比更高是推动时间同步系统进一步发展的需要,也是研究时间同步系统的热点和难点。GPS全球定位系统由于具有可全球性全天时全天候覆盖的信号以及它搭载了可作为时频标准的高稳高准原子钟这两大优点而易于实现高精度低成本的时间同步系统。 本文研究了用GPS来实现高精度时间同步系统不同方案的优缺点,采用了用GPS秒脉冲信号来校正地面各站原子钟时频信号从而构成基于GPS的高精度时间同步系统的方案。本方案充分利用了高精度的GPS秒脉冲信号作为时间基准并结合了GPS秒脉冲长期稳定性好和商品原子钟短期稳定性好的优点,它不需要额外添加和维护高精度时频际准,也不需要各站互发信号来实现同步,从而具有同步精度较高、结构简单、成本相对低廉并且易于工程实现等优点。本文从总体和局部上详细设计了该同步系统,选用先进的可灵活编程的逻辑器件FPGA并采用了先进的EDA设计方法设计了测量和校正模块。通过功能仿真、时序仿真及试验验证了该系统实现的可行性。为了取得更高的时间同步精度,本文研究了如何设计同步数字电路来取得较高的同步精度。为了让本系统更加可靠安全工作,本文还从实用的角度对本系统进行了可靠性设计。经过试验验证,本系统达到了既定目标。 最后,针对本同步系统设计中需要进一步完善的地方提出了改进建议。