在许多工业、通信和科研应用场景中，时间同步至关重要。为了确保设备的时钟准确，通常会使用网络时间协议（NTP）来同步设备时间。然而，如果系统不仅需要通过 GPS 接收时间，还需要对其他设备提供 NTP 服务，Linux 系统可以通过适当的配置来实现这一需求。
本文将详细介绍如何在 Linux 系统中配置从 GPS 接收时间并提供 NTP 对时服务给其他设备的完整操作步骤。整个过程包括安装和配置 GPS 时间源，以及配置 NTP 服务来同步和广播时间。
一、准备工作
1. 硬件需求
GPS 接收器：具有 NMEA 输出接口，并能通过串口或 USB 连接到 Linux 系统。
Linux 服务器：安装了标准的 Linux 发行版，如 Ubuntu 或 CentOS。
NTP 服务：Linux 系统需要安装并配置 NTP 服务，以便对其他设备提供时间同步。
2. 软件需求
gpsd：用于解析 GPS 接收器的数据。
ntpd：用于管理 NTP 协议时间同步。
二、安装并配置 GPS 设备
1. 安装 gpsd
`gpsd` 是 Linux 系统下的一个守护进程，用于解析 GPS 接收器输出的 NMEA 数据，并提供 GPS 时间信息给其他程序使用。
在大多数 Linux 发行版中，你可以通过包管理器安装 `gpsd`：
sudo apt update
sudo apt install gpsd gpsd-clients对于 CentOS 系统，使用以下命令：
sudo yum install gpsd gpsd-clients2. 连接并检测 GPS 设备
将 GPS 接收器通过串口或 USB 连接到系统后，可以使用 `dmesg` 命令确认设备是否正确识别：
dmesg | grep tty输出类似以下内容：
[ 1234.567890] usb 1-1: pl2303 converter now attached to ttyUSB0这表明 GPS 接收器已经连接到 `ttyUSB0` 端口。
3. 配置 gpsd
编辑 `/etc/default/gpsd` 文件以指定 GPS 设备：
sudo nano /etc/default/gpsd修改以下内容：
DEVICES="/dev/ttyUSB0"
GPSD_OPTIONS="-n"其中 `ttyUSB0` 是你的 GPS 设备的端口，`-n` 选项表示即使没有客户端连接，gpsd 也应读取 GPS 数据。
启动并启用 gpsd：
sudo systemctl enable gpsd
sudo systemctl start gpsd4. 验证 GPS 数据
可以使用 `cgps` 工具来验证 GPS 是否正确工作：
cgps -s你应该能够看到 GPS 接收到的卫星数据和时间信息。如果数据未显示，检查 GPS 设备连接情况以及 gpsd 服务状态：
sudo systemctl status gpsd三、配置 NTP 服务
1. 安装 NTP 服务
在大多数 Linux 系统中，NTP 服务可以通过以下命令安装：
sudo apt install ntp在 CentOS 上：
sudo yum install ntp2. 配置 NTP 使用 GPS 作为时间源
在 `/etc/ntp.conf` 文件中，将 GPS 配置为 NTP 的时间源。首先，注释掉所有不必要的时间源配置，如：
#server 0.ubuntu.pool.ntp.org
#server 1.ubuntu.pool.ntp.org接着，添加以下内容来使用 GPS 作为 NTP 时间源：
# GPS 时间源 (通过 gpsd)
server 127.127.28.0 minpoll 4 maxpoll 4 prefer
fudge 127.127.28.0 time1 0.0 refid GPS
# GPS PPS 时间源 (精确时间脉冲)
server 127.127.28.1 minpoll 4 maxpoll 4
fudge 127.127.28.1 refid PPS在上面的配置中，`127.127.28.0` 是 gpsd 提供的 NMEA 数据源，`127.127.28.1` 是 GPS 的 PPS（脉冲信号）接口，用于更加精确的时间同步。
3. 启动并启用 NTP 服务
保存配置文件后，启动并启用 NTP 服务：
sudo systemctl enable ntp
sudo systemctl restart ntp4. 验证 NTP 状态
可以使用 `ntpq -p` 命令来查看 NTP 同步状态：
ntpq -p输出内容应包含类似以下的条目，显示 GPS 作为时间源：
remote refid st t when poll reach delay offset jitter
==============================================================================
*GPS_NMEA(0) .GPS. 0 l 5 64 377 0.000 0.000 0.001如果 GPS 正常工作，并提供时间同步服务，你会看到 `*` 表示 NTP 使用 GPS 作为首选时间源。
四、提供 NTP 对时服务给其他设备
一旦 NTP 服务成功通过 GPS 获取时间，你可以将这台 Linux 服务器作为 NTP 服务器，供局域网内的其他设备同步时间。
1. 允许外部设备访问 NTP 服务
在 `/etc/ntp.conf` 中，添加允许其他设备访问的配置。例如：
restrict default kod nomodify notrap nopeer noquery
restrict 192.168.1.0 mask 255.255.255.0 nomodify notrap以上配置允许 192.168.1.0/24 网络段内的设备访问这台 NTP 服务器。
2. 检查防火墙设置
确保防火墙允许 NTP 端口 123 的 UDP 流量通过：
sudo ufw allow 123/udp对于 CentOS，使用 `firewalld`：
sudo firewall-cmd --permanent --add-service=ntp
sudo firewall-cmd --reload3. 验证其他设备的时间同步
在局域网中的另一台设备上，运行以下命令来同步时间：
sudo ntpdate 192.168.1.100其中 `192.168.1.100` 是配置了 NTP 服务的 Linux 服务器的 IP 地址。
通过本文的步骤，我们就可以在 Linux 系统中配置从 GPS 接收时间，同时通过 NTP 服务将时间提供给其他设备。这一配置在工业、科研和通信等场景中具有广泛应用，能够确保整个网络的时间同步性和精确性。
