随着分布式系统的广泛应用，许多同步系统需要有一个高精度、稳定的参考工作时钟。同时，各子系统和主系统之间的通信和控制需要进行时钟同步。本文的主要工作是完成了基于GPS授时的本地同步时钟的设计及应用。为了完成本地同步时钟的设计及应用，本文主要围绕以下几个方面展开研究：首先，研究了GPS授时原理及基带算法。先是从GPS信号的捕获和跟踪入手，通过GPS软件接收机跟踪得到了用于GPS授时的C/A码码相位；然后对GPS授时时钟的获取进行了深入的研究，分析了GPS授时的电离层误差。为后文使用GPS授时进行本地同步时钟的设计打下基础。然后，利用GPS授时在FPGA中进行本地同步时钟的设计。用恒温压控晶振输出的时钟脉冲对GPS秒脉冲计数，进行粗略测量；再利用FPGA的进位链延迟线对短时间间隔内插，进行精细测量，精细测量的分辨率可达到约200ps。通过粗略测量和精细测量相结合，得到测量GPS秒脉冲的测量差值，即相位差。用Kalman滤波算法对相位差滤波，消除了相位差的抖动和噪声。把相位差经DAC转换为模拟电压，用来校正恒温压控晶振的输出频率，使得本地时钟同步于GPS秒脉冲，即本地同步时钟可以达到GPS时钟的精度。最后，在分布式网络用户系统中进行本地同步时钟的应用。服务器使用本地同步时钟，客户机利用NTP协议与服务器取得同步。再使用NTP协议中时钟偏差的滤波算法，提高了时间同步的精度和稳定度。