时间频率学报

  • 皮秒级16通道精密事件计时器研制

    陈法喜;孔维成;赵侃;刘涛;张首刚;

    精密时间测量是高精度守时、授时、用时的基础,目前精密时间测量的设备主要依赖进口,尤其是皮秒级精密多通道的事件计时器。笔者研制的皮秒级16通道精密事件计时器,每个通道触发信号采用独立时间戳技术,通道间不存在测量死区,且不受指定的开门、关门信号或者参考通道的影响,可以灵活测量统计各个通道间触发信号的时间间隔,或者单个通道多个触发信号的时间间隔,拓宽了应用范围。皮秒级16通道精密事件计时器采用高速时间-数字转换的方式,并引入自动校准的方法来保证测量的准确度和稳定度,使测量分辨率优于5 ps,测量稳定度优于0.6 ps@1 000 s,0.2 ps@10 000 s。

    2020年02期 v.43 85-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1105K]
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  • 基于软件接收机的卫星双向时间频率传递

    武文俊;姜萌;王翔;张继海;广伟;董绍武;

    卫星双向时间频率传递是目前最准确的远距离时间比对方式之一。多年以来,卫星双向一直是利用硬件调制解调器来开展工作。在国际时间频率咨询委员会卫星双向工作组的组织下,全球主要时间实验室于2016年发起了基于软件接收机的卫星双向时间比对试验。2016年8月,中国科学院国家授时中心与德国物理技术研究院开通了第一条欧亚间基于软件接收机的卫星双向时间比对链路。通过对基于软件接收机的卫星双向时间比对进行测试与标定,结果表明:该时间比对方式的频率相对稳定度和时间稳定度分别可以达到1×10~(-15)/d和1 ns,其链路总不确定优于1.6 ns。最后将该链路与基于硬件调制解调器的卫星双向时间比对进行比较验证,二者结果互为一致。

    2020年02期 v.43 94-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 237K]
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  • 卫星单频近距离共视与双频单向授时站间同步性能分析

    曾文帝;何力;刘娅;

    文章对双频电离层修正技术原理和卫星共视技术原理进行了论述。通过建立相应的数学模型,对它们的电离层时延修正处理方法进行分析,从而说明在电信网络的高精度时间传递过程中采用单频接收机代替双频接收机实施卫星共视技术的可行性。最后,通过实验论证了在一定基线范围内,单频卫星共视比对实现的授时精度能达到近似双频的结果。

    2020年02期 v.43 101-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 465K]
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  • 星载原子钟频率跳变检测方法仿真分析研究

    秦晓伟;孙云峰;杜二旺;王国永;

    卫星导航系统中原子钟的频率跳变直接影响着导航、定位、授时的精度,因此,有必要研究具有实时性、准确性的频率跳变检测方法。首先,通过仿真分析比较基于Kalman滤波器的频率跳变检测方法和基于最小二乘拟合频率跳变检测方法的优缺点,然后结合卫星导航系统中频率跳变检测实时性、准确性的要求,分析、讨论两类检测算法的适用性和可行性。其仿真分析结果表示,单次测量误差信号的差分法可以有效地降低频率跳变检测过程中的误警率,同时提高检测能力;基于Kalman滤波器的频率跳变检测方法能够实时、精确地检测频率跳变,而基于最小二乘拟合的频率跳变检测方法的检测精度很大程度依赖于多项式模型拟合的精度,多项式模型拟合的精度是频率测量值样本数的函数,频率测量值样本越大,多项式拟合模型的精度越高,同时基于最小二乘拟合的频率跳变检测方法的检测能力与判据器的长度有关。因此,基于Kalman滤波器的频率跳变检测方法更适合导航卫星系统中原子钟频率跳变的快速、准确的检测。

    2020年02期 v.43 113-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 230K]
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  • 守时实验室iGMAS站接收机钟差分析与时延相对校准

    王然;杨旭海;孙保琪;杨海彦;张喆;

    GNSS(Global Navigation Satellite System)接收机时延的稳定性及准确度对基于国际GNSS监测评估系统(iGMAS)跟踪站的授时性能评估、时间传递等具有重要影响。iGMAS永久跟踪站BRCH和测试跟踪站XIA3与XIA5,分别位于两个国际重要守时实验室德国联邦物理技术研究院(PTB)和中国科学院国家授时中心(NTSC)。以参与UTC国际时间比对的接收机PTBB和NTP1为参考,基于GPS观测数据,采用PPP时间传递的方法,对BRCH,XIA3和XIA5 3台iGMAS接收机的钟差长期稳定性进行了分析。作为对照,同时分析了并址的PT11,XIA4和XIA6等3台商用授时型接收机。结果表明:①3台iGMAS接收机的时延均具有较好的长期稳定性,不存在大幅度的系统性变化;②BRCH接收机时延300 d稳定度优于0.3 ns,与PT11相当;③XIA3与XIA5接收机时延存在2 ns左右的单天起伏,可通过并址且共天线的XIA4、XIA6进行校准。基于BIPM TAIPPP结果,对BRCH,XIA3和XIA5接收机的总时延进行了相对校准。论文相关结果可为后续基于iGMAS跟踪站的授时监测、时间传递及其他时间频率服务提供参考。

    2020年02期 v.43 121-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 518K]
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  • 一种基于伪距的罗兰C定位授时解算方法

    燕保荣;李云;郭伟;华宇;

    传统罗兰C定位解算方法受台链限制,测量的时延差中相关误差难以分离,鉴于此提出了一种基于伪距的定位授时解算方法。该方法以伪距观测量的基本构成为基础,对椭球面大地线距离进行线性化处理后再进行迭代计算。仿真计算结果表明:当测量伪距中不包含观测误差时,该方法能够实现椭球面的高精度定位授时。通过对实际传播路径上测量伪距的仿真,分析了随机噪声和二次时延等观测误差对定位及授时的影响。结果显示:与二次时延等误差相比,随机噪声对定位及授时准确度的影响并不明显,主要影响定位及授时的稳定度,而二次时延等误差则主要影响其准确度。伪距定位授时算法不受台链限制,误差源清晰,易于后期分离。综合本文分析可以得出:减少伪距观测值中二次时延等误差的影响,抑制随机噪声,可以有效提高罗兰C系统定位及授时的精度。

    2020年02期 v.43 130-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 532K]
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  • 天顶筒测量世界时的CCD星图处理方法

    蒋梦源;尹东山;李海波;高玉平;

    为实现UT1自主测量,中国科学院国家授时中心建立了基于新型数字照相天顶筒的UT1测量网络。该新型天顶筒采用CCD(charge coupled device)代替传统胶片作为感光元件,以提高观测效率和测量精度。本文分析了天顶筒CCD星图噪声特性,发现以高斯噪声为主,对比了多种滤波算法,发现高斯滤波算法对星图的降噪效果更好。根据实拍星图灰度分布的星像区域远小于背景噪声区域、星像灰度值高于背景噪声灰度值等特征,选取合适阈值对整幅星图进行分割,很好地将星像从背景噪声中分离出来。比较了多种星像质心位置的计算方法,发现加权质心算法效果更好。通过实测数据检验,建立了一套适用于天顶筒星图处理的方案。

    2020年02期 v.43 143-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 657K]
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  • 北斗系统QMBOC信号无模糊多径抑制算法研究

    王森;王雪;霍翔;饶永南;陈校非;卢晓春;

    北斗全球卫星导航系统B1C信号采用正交复用二进制偏移载波(QMBOC)调制,具有更高的跟踪精度。但在非理想信道传输过程中,QMBOC信号多峰特性存在跟踪模糊的问题,同时,多径效应引起的信号畸变会影响定位精度。基于QMBOC信号研究了Bump-Jump、双重估计(DET)跟踪算法,基于窄相关器、高分辨率相关器(HRC)机理推导了多径误差表达式,提出了HRC与DET组合的无模糊多径抑制算法,对比分析了不同组合算法在多径干扰下的跟踪精度,仿真了不同多径误差表达式参数变化下的多径误差包络。研究结果表明,HRC鉴相器与DET组合方法比窄相关技术抗多径能力改善了39%,DET与HRC组合方法对QMBOC信号跟踪稳定性最优,实现了QMBOC信号无模糊多径抑制跟踪。

    2020年02期 v.43 153-168页 [查看摘要][在线阅读][下载 851K]
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  • 《时间频率学报》征稿简则

    <正>1宗旨和沿革《时间频率学报》是中国科学院国家授时中心主办的学术、技术应用类刊物。本刊刊载时间频率科学及相关方面的理论和应用研究、技术与方法的成果与进展、专题评述等。《时间频率学报》的前身为创刊于1978年的《陕西天文台台刊》,2003年更名为现刊,为季刊。2来稿要求和注意事项1)来稿应论点明确、论据充分、数据可靠、逻辑严谨、表述确切、图表清晰。

    2020年02期 v.43 169页 [查看摘要][在线阅读][下载 34K]
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