- 王宣健;袁金波;舒华林;曹健;崔凯枫;袁易;晁思嘉;黄学人;
高精度光钟在时间频率计量,相对论大地测量和基本物理规律检验方面有着重要的科学意义和应用前景。在众多的光钟参考体系中,~(171)Yb~+离子拥有两条已成为次级秒定义的非磁敏跃迁谱线,其中电八极跃迁谱线的自然线宽低至n Hz水平。同时,~(171)Yb~+离子的囚禁时间长,相关激光器方案简单紧凑,因而在研制高精度,小型化的离子光钟方面具有独特的优势。本文主要介绍基于单个~(171)Yb~+离子电四极跃迁的光钟研究进展,包括相应的激光稳频,离子囚禁与冷却实验。利用窄线宽的435.5 nm激光探询~(171)Yb~+离子的~2S_(1/2)(F=0,m _F=0)→~2D_(3/2)(F=2,m _F=0)跃迁,在20 ms的Rabi探询时间下获得接近Fourier极限的41 Hz线宽钟跃迁参考谱线。在此基础上实现国内首台~(171)Yb~+离子光钟的闭环锁定,并利用自比对的方法评估出该光钟的频率稳定度约为■,为研制精度在10~(-18)水平的小型化可搬运~(171)Yb~+离子光钟奠定基础。
2023年04期 v.46 261-269页 [查看摘要][在线阅读][下载 972K] [下载次数:18 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:3 ] - 李二伟;刘国宾;
为满足原子磁力计和陀螺仪试验研究中对温度稳定性的要求,本设计利用单片机、模数转换器采样技术和桥式推挽功率放大技术设计并研制了一种基于比例积分的改进控制算法和脉宽调制器输出控制的交流加热温控电路。试验结果表明:该温控电路峰值加热功率可达40 W,可在40 min内将目标温度加至150℃并进入稳态,且温控精度<0.02℃,产生的剩磁对磁共振信号展宽几乎没有影响。该方案控制灵活、可靠性高,为相关温控需求提供了一种新思路。
2023年04期 v.46 270-278页 [查看摘要][在线阅读][下载 1156K] [下载次数:25 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ] - 史丰丰;程梦飞;李国俊;付桂涛;马红皎;
利用近两年半的原子钟与UTC测试数据,从时差数据、频差数据、频率漂移率和频率稳定度等方面,分别对国产和国外守时型氢原子钟、铯原子钟的长期性能(频率漂移、月频率稳定度)进行了评估和对比分析。结果表明:国产氢原子钟和铯原子钟已经具备长期稳定运行的能力,可以基本满足国内工业部门在时间频率领域对原子钟的需求。国产铯原子钟的性能与国外铯原子钟基本相当,但在长期性能方面还有一定差距,国产氢原子钟与国外最好的氢原子钟相比,性能上还略有差距。
2023年04期 v.46 279-288页 [查看摘要][在线阅读][下载 851K] [下载次数:46 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:4 ] - 朱琳;张慧君;李孝辉;刘音华;
授时是全球卫星导航系统(GNSS)的三大服务功能之一。针对GNSS授时性能评价指标和评估方法不统一的问题,研究了评估北斗/GNSS授时性能的关键指标,提出了一种北斗/GNSS授时性能评估方法。该方法以中国科学院国家授时中心保持的协调世界时UTC(NTSC)和国际权度局(BIPM)发布的UTC为基础,评估导航系统的授时性能,同时给出了该评估方法的不确定度分析结果。利用位于国家授时中心的GNSS系统时间监测系统产生的数据,评估并比较分析了BDS、GPS、GLONASS以及Galileo的授时性能。结果表明,在2021年的评估周期内,BDS、GPS、GLONASS和Galileo的时间传递准确度分别为13.8、4.5、16.8和4.2 ns,均符合导航系统性能的承诺。
2023年04期 v.46 289-297页 [查看摘要][在线阅读][下载 948K] [下载次数:70 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:4 ] - 罗欣羽;冯平;
针对低频时码信号的干扰检测问题,提出了一种新的加权检测算法。该算法通过两个加权因子,对信号平均功率和载波功率进行加权计算得到参考门限,实现对干扰的检测判决。相比于干扰检测中常用的能量检测算法,改进后的加权检测算法受干扰影响较小,对干扰特别是大功率干扰的检测有效率更高,在信噪比SNR>0时,干扰检测有效率最高可达到98.3%。此外,该算法可根据信号信噪比灵活调整参考门限,是一种适用于低频时码信号的干扰检测算法。
2023年04期 v.46 298-307页 [查看摘要][在线阅读][下载 933K] [下载次数:12 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ] - 崔善超;马红皎;
SDH(synchronousdigitalhierarchy)光纤网络是一种同步复用的光综合信息传送网络。采用SDH E1业务信道构建时间同步系统不仅能够保证时间同步精度,而且具有较好的稳定性。本文设计了一种E1帧在固定时隙中传输时间信息的结构,然后在这种结构下通过FPGA(field programmable gate array)实现了时间信息的HDB3(third order high density bipolar codes)数据编码和解码。本文通过数学模型分析,在E1帧的时间同步信号组合效率上,这种结构比可选择时隙的组合效率高约6.7%。基于E1线路构建的时间同步系统,经实验结果验证,时间同步精度在500 ns以内。
2023年04期 v.46 308-319页 [查看摘要][在线阅读][下载 1119K] [下载次数:19 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 闫世钊;王性川;赵成仕;李祎丰;罗近涛;
针对时域和频域无线电干扰的不同特征,提出了一种时域频域综合处理的消除脉冲星观测数据中射电干扰的方法。利用中国科学院国家授时中心昊平40m射电望远镜观测的脉冲星计时数据和单个脉冲观测数据,对比分析了该方法与PSRCHIVE自动消干扰方法的效果。对计时观测数据消干扰结果表明,当阈值k=0.4时消干扰处理后信噪比达到最大,约为25.8,比原始数据信噪比提高大约3.8倍,比PSRCHIVE自动消干扰方法处理效果提高大约3.3倍。对单个脉冲数据消干扰结果表明,消干扰处理后信噪比比处理前信噪比提高大约5.8倍,比PSRCHIVE自动消干扰算法处理后信噪比提高约1.8倍。实验结果表明时域频域综合处理消除射电干扰的方法能够很好地消除无线电干扰信号对脉冲星观测数据的影响、提高脉冲星数据的信噪比、在一定程度上缓解了阈值选取带来的困难。
2023年04期 v.46 320-332页 [查看摘要][在线阅读][下载 776K] [下载次数:26 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:2 ] - 黄媛媛;赵当丽;赵淑洁;纪元法;
针对北斗三号载波相位观测值的周跳现象影响定时、定位精度的问题,联合MW(Melbourne-Wbbena)和STPIR(second-order time difference phase ionosphere residual)组合提出了一种探测和修复北斗三号载波相位周跳的方法。该方法不受信号采样间隔影响,且能够有效弥补单一组合具有的周跳探测盲区的缺陷,解决单一组合的周跳修复多值性问题。基于本文方法,对北斗三号五种民用信号B1C、B1I、B2a、B2b、B3I载波相位观测值进行了验证,结果表明,联合MW和STPIR组合可以准确探测和修复北斗三号五种信号载波相位周跳。
2023年04期 v.46 333-340页 [查看摘要][在线阅读][下载 839K] [下载次数:20 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 代智辉;饶永南;王雪;陈校非;
GPSL2C信号是GPSL2频点增加的新型民用信号,与传统导航信号L1C/A码相比,GPS L2C信号的导航电文和伪码结构均作出了改进,伪码由数据和导频双通道组成,数据通道伪码周期20 ms,导频通道伪码周期1.5 s,伪码周期分别是C/A码的20倍和1 500倍,较长的伪码有更好相关性以及抗干扰能力,但是长码捕获需要更长的捕获时间。对此,提出一种基于折叠技术联合CM码相位辅助实现CL码的快速捕获方法。在高信噪比和高采样率的工作环境下,通过实测数据分析验证,在伪码折叠次数为5次时,本文方法比时域并行的短码辅助长码捕获方法速度提升了77%,与利用XFAST直捕CL码相比速度提升了93%。
2023年04期 v.46 341-354页 [查看摘要][在线阅读][下载 883K] [下载次数:34 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:2 ] 下载本期数据