GPS (F)

GPS Time System

Base de temps radiosychronisée par satellite, avec générateur de code horaire DCF

Features

Couverture globale.
Antenne incorporée ou séparée.
Mise à l'heure UTC automatique.
Décalage horaire programmable.
Changements d'heure été/hiver programmables.
Sortie code lent compatible DCF, pour horloges-mères, horloges digitales, enregistreurs, etc.
Affichage de la position.
Faible consommation en mode de fonctionnement intermittent.
Impulsions minutes ou code DCF au choix (menu).
Sortie supplémentaire: code rapide, ou heure de la dernière synchro (code lent).
Paramétrages par menu.

Récepteur GPS Greybox

Signaux GPS

Le système GPS Global Positioning System du Département de la Défense des USA comprend 24 satellites qui évoluent à une altitude d'environ 20'000 km. Les récepteurs GPS utilisent les signaux pour les besoins de la navigation (déterminer la position géographique et l'altitude exacte). Ces signaux contiennent également l'heure et la date exactes (Heure UTC, Greenwich Meantime), qui sont captées par le GPS Time System.

Description générale

Le système GPS Global Positioning System du Département de la Défense des USA comprend 24 satellites qui évoluent à une altitude d'environ 20'000 km. Les satellites effectuent une révolution toutes les 12 heures, couvrant ainsi la totalité du globe. Ils sont suivis et commandés par plusieurs stations terrestres.

À l'aide des signaux GPS, les récepteurs sont capables de déterminer leur position et altitude exactes par triangulation. Les signaux contiennent également l'heure et la date exactes (UTC/GMT).

Pour calculer sa position et son altitude, le récepteur GPS doit capter au moins 4 satellites à la fois. Néanmoins, un satellite suffit pour connaître l'heure.

Les signaux sont transmis en mode "Spead Spectum" à la fréquence de 1'575 MHz. Chaque satellite a son propre codage Spead Spectrum, ce qui permet de l'identifier.

Les domaines d'application du système sont principalement le militaire, les transports (localisation de bateaux, camions, pilotage de voitures en fonction d'une carte) et les loisirs (bateaux, randonnées).

Le GPS Time System utilise les signaux GPS pour la donnée de l'heure. Il est conçu pour fournir l'heure et la date exactes en plusieurs formats d'utilisation courante. Une interface de paramétrage par menu permet de programmer le format des sorties, le décalage horaire ainsi que les changements d'heure été /hivers de manière simple et confortable. Il affiche également la position (latitude and longitude).

Fiche technique

Récepteur GPS:
Récepteur séparé en boîtier étanche (IP65), 5 x 5 x 4 cm, avec équerre de fixation.
Raccordement par câble à 4 fils, longueur 5 mètres.

Alimentation:
9 - 35 VDC.
Environ 150 mA à 12V ou 100 mA à 24V, avec récepteur actif.

Affichage:
Affichage LCD indicant l'heure UTC, l'heure locale, l'état de réception GPS et le mode de fonctionnement. Affichage du menu pour le paramétrage. Par menu: affichage de la position (latitude et longitude).

Clavier:
pour introduire les paramètres.

Précision:
Précision de la sortie DCF et des marques horaires en situation de bonne synchronisation GPS (état "navigation"): mieux que 10 ms.
À la mise en service, l'erreur peut atteindre plusieurs secondes tant que l'information GPS n'a pas été acquise intégralement.
Base de temps à quartz (entre les synchronisations GPS): 11 MHz, 10 ppm de -10 à +60 degrés.
Précision de la position: meilleure que 100 mètres.

Paramètres de fonctionnement:
Les paramètres sont introduits par l'intermédiaire du clavier (menu) et sauvegardés en mémoire non-volatile.

Définir signal sur sortie 1: code DCF ou impulsions minutes (marques horaires).
Définir signal sur sorties 2 et 4: code rapide Telecode ou messages RS-232/RS-485, lectures d'heure GPS.
Définir décalage horaire entre l'heure locale et UTC (au besoin).
Définir les changements été/hiver: pas de changements d'heure, changements aux dates selon la règle européenne ou américaine, programmation par date et heure.
Interrompre la sortie DCF en cas de mauvaise réception GPS (Oui/Non).
GVersion Geo: au besoin, activer le mode de fonctionnement faible consommation (réception intermittente) et définir les paramètres suivants:

Intervalle entre enclenchements du récepteur GPS (toutes les 1/2, 1, 2 ou 4 heures).
Synchronisation automatique de la sortie 1 sur GPS (Oui/Non).

Températures de fonctionnement:
-25 à +55 degrés.

Boîtier:
ABS, IP65, dimensions 200 x 150 x 75 mm. Passe-câble PG7.

Poids:
environ 1 kg.

Ports de sortie

Sortie 1, "DCF", collecteur ouvert, max. 35 VDC, 500 mA, programmable par menu, 3 signaux à choix:

Code horaire DCF (code lent, 1 bit/s.).
Impulsions minutes (marques horaires).
Impulsions toutes les heures (marques horaires en option, durée 1 seconde).

L'information horaire correspond à l'heure locale (UTC + décalage horaire).

Code horaire DCF:
Le code horaire DCF (transmis comme par l'émetteur allemand DCF77 sur 77.5 kHz) est un code lent sériel, contenant 60 bits délivrés à la cadence de 1 bit/s. Le code dure donc 1 minute. Ce code horaire est pratique pour différentes applications et utilisé couramment en Europe. Le codage se présente comme suit:

Vitesse: 1 bit/s. Impulsions négatives, débutant sur la seconde (le collecteur ouvert conduit pendant l'impulsion).

Durée de l'impulsion 0.1 seconde = valeur "0"
Durée de l'impulsion 0.2 seconde = valeur "1"
Absence d'impulsions sur la seconde 59 de chaque minute (---> marque minute !)

L'information horaire est codée comme suit:
Bits 0 - 14 : toujours=0;
15 : qualité de la radio synchronisation: bonne=1, mauvaise=0;
16 : changement horaire à venir: normalement=0, avant changement horaire=1;
17 : hiver=0, été=1;
18 : hiver=1, été=0;
19 : toujours=0;
20 : toujours=1;
21-27 : minute (de la prochaine minute);
28 : forme en parité paire avec les bits 21-27;
29-34 : heure;
35 : forme de parité paire avec les bits 29-34;
36-41 : jour du mois;
42-44 : jour de la semaine (Lundi=1);
45-49 : mois;
50-57 : année;
58 : forme de parité paire avec les bits 36-57;
59 : l'impulsion manque (marque la minute).

Par le menu, on peut choisir si le code DCF doit être délivré en permanence ou seulement lorsque la synchronisation GPS est bonne.

Impulsions minute, marques horaires:

La durée des impulsions minute donne les indications suivantes:

Durée		Indication

1 seconde		Marque minute en situation de bonne synchronisation GPS
2 secondes		Marque minute en situation de mauvaise synchronisation GPS
4 secondes		Marque minute à l'heure pleine (heure locale)
10 secondes		Marque minute à 24.00 heures (heure locale)

Version Geo: sortie 1 (code DCF ou impulsions minute) peut êter programmée pour fonctionner uniquement sur la base de temps quartz, sans correction automatique par GPS. L'information GPS est alors obtenue sur la sortie 2 et permet de compenser la dérive du quartz.

Sortie 2, "F. Code", collecteur ouvert, max. 35 VDC, 500 mA, avec les signaux suivants:

En mode normal (réception permanente): "Code Rapide" format code horaire (specifications sur demande). Ce code rapide n'est toutefois pas disponible lorsque les formats RS-232 ou RS-485 sont utilisés (choix au menu).
Sortie 2 en mode de fonctionnement faible consommation (version Geo): code lent, impulsions synchrones avec la sortie 1, donnant l'heure interne et l'heure GPS. Ce code est utile avec le code DCF synchronisé sur la base horaire à quartz interne: il permet de corriger la dérive de la base horaire à quartz. Le codage est le suivant:

Code lent "Comparaison entre heure interne et heure GPS lors de la dernière réception GPS" (version Geo): :

Bits 1 à 12: millisecondes de l'heure GPS à l'heure H (code BCD: 4 bits par chiffre).
Bits 13 à 19: secondes de l'heure GPS à l'heure H.
Bits 21 à 41: heure H = heure de la dernière lecture GPS = bits 21 à 41 de la sortie 1 lorsque la dernière lecture GPS a eu lieu (moment du passage de la minute).
Bits 42 à 48: minute de l'heure GPS (heure locale) à l'heure H.
Bits 49 à 54: heure de l'heure GPS (heure locale) à l'heure H.
Bit 56 en mode normal haute précision=1; en mode faible consommation et basse précision=0.
Bit 57: code DCF synchronisé par GPS=1; code DCF sur base horaire à quartz=0.
Code OMEGAFACE (option): code rapide compatible avec le code OMEGAFACE (taux de répetition 1 code/minute, durée par bit 0.02 seconde, 1600 Hz modulation).

Sortie 3, current-loop (option): sortie 20 mA current-loop (passive). Tension à appliquer: 12 - 40 VDC. Tension minimale à 20 mA: 9 V. Etat 1=20mA, état 0=4mA. Mêmes signaux que pour sortie 1.

Sortie 4, RS-232/RS-485 : Sortie de l'information horaire en format RS-232 ASCII, 1200 Baud. 5 formats selectionnables par menu.

Options:		- câble de 5 mètres avec connecteur RS-232 sub-D 9 pôles.
		- RS-485 au lieu de RS-232.

Diagramme de connection:

GND
Sortie RS-232
Sortie RS-485 (option)
Sortie RS-485 (option)
Vdd (+5V)

Formats du message horaire ASCII:

Legende: HH=heures; MM=minutes; SS=secondes; MIS=millisecondes; DD=jour du mois; d=jour de la semaine (Lundi=1); DOY=jour de l'année; mm=mois; YY=année; s=status byte.

<STX>HH:MM DD.mm.YY0<ETX><BCC>
Format byte: 1 start-bit, 7 data-bits, 1 parity-bit (paire), 1 stop-bit.
Taux de répetition: 1 message chaque minute, début exactement sur la minute.
BCC: XOR de tous les bytes de H à ETX (parité paire).
HH:MM:SS.MIS DD/mm/YY DOY d s<CRLF>
Format byte: 1 start-bit, 8 data-bits, 1 stop-bit, sans parité.
Taux de répetition: 1 message chaque minute, début exactement sur la minutes.
Status byte: normalement=30H; année bissextile=31H; mauvaise synchronisation GPS=34H; année bissextil et mauvaise synchronisation GPS=35H.
<STX>SSMMHHDDmmYYs<ETX>
Attention: l'ordre des dizaines et unités est inversé. Les unités aparaissent en premier, suivie des dizaines. Format byte: 8 data-bits, 1 stop-bit, sans parité. Taux de répetition: 1 message chaque minute, début sur la minute.
Status byte: mauvaise synchronisation GPS et heure d'hiver=31H; mauvaise synchronisation GPS et heure d'été=33H; bonne synchronisation GPS et heure d'hiver=35H; bonne synchronisation GPS et heure d'été=37H.
<STX>/K/Y/Y/m/m/D/D/d/D/O/Y/H/H/M/M/S/S/s/<LRC><ETX>
Format byte: 8 data-bits, 2 stop-bits, sans parité. 0.5 ms d'intervalle entre les bytes.
Taux de répetition: 1 message chaque minute, terminant exactement sur la minute.
K=N pour heure d'hiver; K=S pour heure d'été.
Status byte=S quand bonne synchronisation GPS; =' ' quand mauvaise synchronisation GPS.
LRC: parité byte, XOR de tous les bytes de "K" à "s".
YYmmDDHHMMSSd<CRLF>
Format byte: 1 start-bit, 7 data-bits, 1 extra-bit, 1 stop-bit, sans parité. Taux de répetition: 1 message chaque minute, début sur la minute.

Sortie 5 (RS-232): Port de raccordement sur PC pour logiciel de visualisation GPS (option C-Monitor).