随着科学技术与国民经济的发展,各行各业对高精度高稳定性时间同步系统的需求也曰益增长,这在目前作为我国基础行业(通信、电力和交通)的高速发展中更显突出。我国现有的授时手段和方法,以及相应的终端接收设备,远远不能适应这种发展的需要。现有的时间传递手段包括卫星双向法、GPS共视比对、长波和短波等,它们可以提供高精度的授时服务,但存在的问题是接收设备过于昂贵。本文首先介绍了时间同步的相关概念和DMB-TH单频网同步原理,讨论了时间间隔计数器的相关技术和目前的授时同步手段。介绍了GPS系统及其授时原理,并对GPS授时的系统误差进行了分析。给出了GPS驯服晶振的整体设计方案,在对晶振的数学模型进行分析的基础上,针对晶振的特性,提出了用最小二乘法多项式拟合进行老化预测的方法。在此基础上提出了利用GPS秒脉冲信号校正晶振频率的方案,利用Kalman滤波技术和PID控制算法,实现对晶振频率偏差进行高精度补偿,从而达到频率校准的目的。在GPS秒脉冲信号失效的情况下,利用最小二乘法多项式拟合预测晶振频率变化趋势,在此基础上对晶振频率进行补偿。方案利用了GPS秒脉冲信号与晶振频率稳定性的互补特性,因而可得到短期和长期稳定性俱佳的同步系统。方案的分频鉴相部分采用可编程的FPGA/CPLD实现,算法部分选用在系统可编程(ISP)的单片机来实现,方便了调试和后期升级。