卫星驯服时钟系统是通过接收导航卫星信号实现定时并对自身时钟进行校正的系统。时钟驯服的基本原理是利用卫星授时接收机提供的固定频率信号，与本地振荡器产生的振荡信号进行比对，获得频率差；再通过对本地振荡器的调节，使振荡频率与卫星的振荡频率基本一致。在频率调整过程中，还需要对本地振荡器的相位进行补偿，使本地振荡器输出的分频秒信号与接收机输出的秒信号差值在一定范围内。

卫星驯服时钟系统通常包括卫星定时接收机、频率基准、时钟驯服单元和时钟输出接口等四部分组成（图7.1）。

图7.1  卫星驯服时钟系统框图

1. 卫星定时接收机

卫星定时接收机捕获和跟踪导航卫星信号，利用相关峰值并进行时延补偿，恢复出导航卫星系统时间。目前的卫星定时接收机有GPS、北斗、CAPS和GLONASS，卫星定时接收机通常输出1PPS（1 Pulse Per Second），其时间精度主要取决于1PPS的上升沿，精度一般在100 ns以内。

2. 时钟驯服单元

时钟驯服单元利用卫星定时接收机产生的1PPS对本地频率基准进行频率校准。由于卫星定时接收机产生的1PPS具有一定的抖动，但其长期稳定度较好；本地频率基准短期稳定度较好，但存在频率漂移，因此利用1PPS来校正本地频率基准就结合了两者的优点，既具有卫星定时接收机长期稳定度好的优点，又具有本地频率标准短期稳定度好的特点。频率校准一般采用锁相环的方法，通过相位误差进行频率调整；也有采用1PPS来对本地频率基准进行测量的方法，通过测得频率差，对频率进行调整。

在卫星驯服时钟系统中核心为时钟驯服单元，时钟驯服通常包括频率差测量、秒抖动处理和频率校准三个过程。

3. 频率基准

频率基准通常采用各种晶振，精度要求不高的场合采用温补晶振，频率稳定度可达到1E-6的水平，年老化率1E-6；有一定精度要求的场合大多采用恒温晶振，频率稳定度可达1E-12水平，年老化率1E-8；对时间精度要求较高的场合，则采用铷原子钟，其频率稳定度可达1E-12水平，年老化率1E-10。

4. 时钟输出接口

卫星驯服时钟系统通常承担为本地系统提供时钟源的功能，本地系统设备种类较多，其时钟接口往往不一致，因此卫星驯服时钟系统通常需要扩展多种时钟输出接口。目前常用的时钟接口包括串口数据时钟、IRIG-B码时钟、NTP网络时钟等。