本发明涉及一种高精度授时授频授相统一系统及其设计方法，属于时间同步系统、子母钟系统技术领域。该系统包括GPS模块、外部时钟源模块，GPS模块及外部时钟源模块均与可编程逻辑器件通讯连接，可编程逻辑器件与中央处理器CPU及时间输出接口单元通讯连接。本发明在时间同步系统中，在提供授时的同时，提供可选的频率信号输出，且输出的频率信号相位可调。