> Do ciągłego użycia GPS jest raczej niewygodny (antena poza mieszkaniem,
> ciągłe zasilanie odbiornika GPS). Wzorzec czasu chciałem mieć "niezależny"
> - wbudowany w zegar.

Jak przenośny, to bardziej podatny na czynniki zewnętrzne. Pamiętaj,
przy dokładnościach jakie chcesz osiągnąć, nawet drgania mechaniczne
będą miały wpływ na dokładność.

>> Stabilizacja temperatury powinna działać w sposób ciągły, czyli
>> regulacja dwustawna odpada.
>
> W DS3231 temperatura mierzona jest co 64 sekundy i odpowiednio dokonywana jest
> korekta częstotliwości.

Korekta to nie to samo co wyeliminowanie zjawiska. Co 64 sekundy masz
błędy dynamiczne, które metodą zaimplementowaną w DS3231 nie
skorygujesz. Wyjściem byłoby ... umieszczenie DS3231 w termostacie.

[...]
> GPS może być przydatny jako wzorzec czasu do dokładnego częstościomierza.
> Fabryczne w cenie rzędu kilkuset złotych mają błąd rzędu kilku ppm,
> czyli nie nadają się do kalibrowania DS3231 (skoro chcę uzyskać 0,1 ppm).

GPS ma stabilność długotrwałą jak w zegarach atomowych na orbicie.
Końcówka 1pps dostarcza puls co 1 sekundę z jitterem 1us a nowych
modułach znacznie mniej. Korzystając z tej właściwości, *teoretycznie*,
można w domu za niewielkie pieniądze zrobić wzorzec częstotliwości
zbliżonym do zegara atomowego.

> Czy takie wyjście sekundowe z modułu GPS daje rzeczywiście impulsy
> równo co jedną sekundę (np. z błędem kilkudziesięciu nanosekund)?
> Jeśli tak, można byłoby użyć takiego wzorca do pomiaru częstotliwości
> z rozdzielczością i dokładnością nieco lepszą niż 0,1 ppm.
> A może to jest 0,1 ppm, ale tylko w długim odcinku czasu?

Chyba nie znasz tego terminu: http://pl.wikipedia.org/wiki/Jitter

W pierwszym z brzegu module:
http://www.tme.eu/pl/details/org1218-r01/moduly-gsmg
ps/origin-gps-ltd/#
deklarują jitter <30ns.
K.