基于UTC的遠(yuǎn)程時(shí)間頻率源校準(zhǔn)方法改進(jìn)及應(yīng)用.pdf

1、科技的迅猛進(jìn)步對(duì)時(shí)間頻率基準(zhǔn)產(chǎn)生了更高、更多的要求，獲取高精度時(shí)間和守時(shí)技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)高準(zhǔn)確度時(shí)間頻率標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)的關(guān)鍵技術(shù)。目前，利用導(dǎo)航衛(wèi)星通過(guò)共視比對(duì)方法可進(jìn)行遠(yuǎn)距離時(shí)間頻率傳遞與溯源，達(dá)到對(duì)時(shí)間頻率標(biāo)準(zhǔn)源校準(zhǔn)的目的，此類技術(shù)已成為國(guó)內(nèi)外進(jìn)行時(shí)間頻率傳遞的主流方法。中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院(National Institute ofMetrology, NIM)研制的基于UTC(NIM)的遠(yuǎn)程時(shí)間頻率標(biāo)準(zhǔn)源校準(zhǔn)系統(tǒng)(A UTC(NIM) Di

2、sciplined Oscillator, NIMDO)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程時(shí)間頻率溯源的能力。
　　本文主要研究遠(yuǎn)程時(shí)間頻率源校準(zhǔn)改進(jìn)方法，包括共視比對(duì)技術(shù)、原子鐘馴服原理和方法、系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)方法。對(duì)影響當(dāng)前NIMDO系統(tǒng)性能的因素進(jìn)行分析，提出了NIMDO內(nèi)延遲校準(zhǔn)、時(shí)差數(shù)據(jù)異常值的處理、時(shí)差數(shù)據(jù)噪聲濾波以及NIMDO溯源備份方法。通過(guò)對(duì)調(diào)整間隔對(duì)NIMDO性能影響分析，通過(guò)實(shí)驗(yàn)比較了在不同馴服間隔下的NIMDO性能差異。提出通過(guò)對(duì)

3、NIMDO進(jìn)行系統(tǒng)初始化方法加快馴服速度。基于以上方法提高了NIMDO馴服原子鐘的快速性以及長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的能力?；谝陨侠碚?、方法完成軟件設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)。
　　最后，在完成對(duì)NIMDO內(nèi)延遲校準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)驗(yàn)找出合理地馴服間隔，對(duì)多NIMDO性能進(jìn)行測(cè)試，比較多套系統(tǒng)在同時(shí)運(yùn)行時(shí)的性能表現(xiàn)差異，并與美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院(National Institute of Standards and Technology, NIST)研制

4、的NISTDO(A UTC(NIST) Disciplined Oscillator, NISTDO)性能進(jìn)行對(duì)比分析，比較兩者性能差異并分析造成差異的原因。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了進(jìn)行GPS溯源備份的可行性。對(duì)NIMDO在航天計(jì)量測(cè)試研究所的實(shí)際應(yīng)用結(jié)果進(jìn)行分析。改進(jìn)后的NIMDO一天時(shí)間、頻率準(zhǔn)確度優(yōu)于1ns和1E-14，時(shí)間頻率穩(wěn)定度優(yōu)于1E-9和2E-14。通過(guò)以上試驗(yàn)，驗(yàn)證了本文所提方法流程的可行性，與改進(jìn)前NIMDO相比，本次改進(jìn)提高