GPS對時裝置由GPS接收器和擴展部分構成，GPs接收器負責接收來自衛星上的信號，并能自動補償信號在衛星與接收器之間的傳輸延時，輸出與標準時間UTC保持高度同步的秒脈沖選通信號，并通過串行口輸出與1PPS脈沖前沿相對應的UTC標準時間、日期及接收器所處方位等信息。時間信息以RS485和CAN兩種通信接口標準發送信息，擴展部分主要包括中心處理單元、通信接口、同步脈沖發生及輸出電路。
 

　　GPS對時裝置的脈沖中斷校時

　　脈沖校時方式，即同步時鐘每隔一定的時間間隔輸出一個精確的同步脈沖，監控裝置在接收到同步脈沖后進行校時，消除裝置內部時鐘的走時誤差。因此，不管是秒脈沖還是分脈沖和小時脈沖，其校時原理都是一樣的。在脈沖校時方式中，導線傳輸、光耦隔離以及中斷響應和處理中斷程序都會產生延時，整個延時時間約幾十微秒，所以即使不進行數據間修正，精度也可以滿足時間誤差要求在毫秒級的裝置的需要。
 

　　GPS對時裝置的串口通信校時

　　串口通信方式是以串行數據流的方式輸出時間信息，各個自動保護裝置接收每秒1次的串行時間信息進行校時。在此種校時過程中，串口發送和接收數據都采用中斷方式，雙方的中斷處理程序都將占用CPU的時間。此外延時長短還與雙方串口中斷優先級的設置有關。另外，在串行通信方式中，數據是按照一定的波特率逐位傳輸的，因此總線傳輸也將有延時。該延時長短與波特率以及傳輸的數據量均有關。

　　在以上影響校時精度的各個因素中，只有傳輸延時是可以準確計算的，其他的只能作大致的估計。在將以上因素綜合考慮后，可以通過給時間信息一個修正值，來保證校時的精度。
 

　　GPS對時裝置的綜合校時

　　若僅通過串口通信校時，由于數據在總線上的傳輸時間會達到毫秒級，所以必須進行時間修正，而修正值必須根據現場的具體情況才能確定，給使用者帶來很大的不方便。而如果僅通過脈沖校時，在不進行修正情況下，雖然精度也能基本滿足要求，但是卻不能同時提供與該脈沖相對應的日期和時間信息。

　　所以，可以將這兩種方式結合起來使用，即綜合校時。在測控保護裝置中一般都自帶有實時時鐘芯片，可以提供BCD碼形式的年、月、日、星期、時、分、秒信息。

　　在綜合校時方式中，以秒脈沖信號的上升沿作為對實時時鐘進行校時的中斷信號，同時將與上一個秒脈沖相對應的串口時間信息加上1 s作為統一時間，供監控裝置進行校時。這樣就可以避免在串行通信中由傳輸時間帶來的毫秒級延時，同時不用進行時間修正，就可以滿足時間誤差在毫秒級的裝置的要求。