超微型铷原子频率标准

基于在已有频率标准的基础上开发一种最小的原子频率标准,我们研制了一种多用途的超微型铷频率标准。本文阐述了该频率标准的设计思想中的细节和迄今为止所获得的实验数据。这种铷频率标准采用了新的电路及结构设计。它具有以下部分:一个内含绝缘材料的圆柱形TE111微波腔的超微型物理结构;一个用作附加振荡器的IT切割晶体;先进的伺服电路采用取样保持技术和简化的有向装配结构,另外还采用了集成谐振元件。 综合以上特点,结果是该铷频率标准有非常小的体积(0.4升)和非常轻的重量(0.6公斤),从而使其可以轻易地装入各种系统。 我们做了一些重要的实验以证明这种设计思想的可行性。尽管在体积上有相当大的削减,但铷频率标准的的性能没有改变。从这些数据中可看出,频率标准的高性能水平与结构紧凑、重量轻可兼得。     

军事星的铷和石英频标的在轨特性

原子频标在许多空间系统中扮演重要的角色,最为显著的例子是卫星导航系统(GPS和GLONOSS),这些系统良好的导航精确度主要归功于星上铯和铷原子频标的良好性能。未来的导航系统将有比现在更好的原子频标,新一代军用通信卫星载有大量高品质和操作性强的复合铷原子频标。我们有超过三年的第一颗军事星所搭载的晶体控制震荡器(XMO)的在轨特性数据和超过十八个月的第二颗军事星所搭载的铷控震荡器的在轨特性数据,两个RMO被放入模拟太空环境中进行长时间的寿命测试,我们还将提供军事星所搭载的XMO和RMO的在轨特性数据,为了频率稳定,我们也提供两个影响RMO品质的主要参数,它们是铷谐振灯的光强度和RMO的温度。它们一同对地测量,尽管卫星测距是受限制的解决办法(20mV),但仍可用于长时期的趋势检测。当它们发生时,这样的信息有助于解决在轨的不规则性,我们也可比较在轨数据和地面的寿命测试数据,我们的目标是对铷原子频标的长期老化的物理特性有进一步的了解。     

时差定位型卫星铷钟的双钟热备份设计

针对传统星载铷钟备份设计中对铷钟状态判断不准确和主备切换时输出信号不稳定的不足,在分析时差测算铷钟指标原理和频率信号切换方法的基础上,提出了一种适用于时差定位型卫星铷钟的双钟热备份设计,通过GPS时差测算铷钟频率性能指标,以及无扰切换设计实现频率信号的稳定输出。地面试验表明,铷钟的准确度和稳定度指标测算误差小于5%,频率输出信号在切换时连续稳定,无突波干扰。研究结果可以为后续定位型卫星和导航卫星的高精度时频系统设计提供参考。     

Kalman滤波的铷原子钟控制算法

以GPS接收机输出的1pps信号为参考信号,采用Kalman滤波算法对铷原子钟的参数进行估计,计算铷原子钟的频率调整量,对铷原子钟进行调整,使其和UTC时间保持同步。实验结果表明,受驯铷原子钟输出1pps与UTC（NTSC）钟差的标准差优于3.5 ns,钟差峰峰值优于15 ns,100 s采样的Allan方差为1.83×10 -12 ,10000 s采样的Allan方差为6.1×10 -13 。实验证明了基于Kalman滤波的铷原子钟控制算法,使铷钟获得了较好的准确性和长期稳定性,且对其短期稳定性影响最小,是一种可靠稳定的铷钟控制方法。     

一种数控铷原子频率震荡器的开发

铷原子振荡器(R_bOS C_s)适用于众多系统。在大多数情况下,它被用作“独立频率参考源”,近年,由于“相互同步”要求的提出,使得它们变得更重要了。 作者已开发了一种数控铷原子振荡器(DCRO),它可使另一个频率源同步。特别需强调的是它具有良好线性的3×10~(-8)的宽频率范围和1×10~(-12)频率调节步距。 为了获得一个拥有良好间距的宽频率范围,一种合成器被开发出来,它具有可变频率分配器的数据被写在一个3Mbit ROM中,并可使用计算机进行计算。 在具有δ~(y(τ))=6×10-12/τ1/2的良好频率稳定度的同时,超过20年的长寿命和小型化也被实现,它可轻易的满足电信和广播系统的要求。     

军事星中的铷和石英频标准的性能数据——在模拟太空环境中地检和实际轨道中

航天计划中将增加原子频标的使用，以获得精确的时间和稳定的频率。ＧＰＳ系统所具有的卓越的导航功能主要是由系统中采用的原子频标带来的，新一代的军事通信卫星（Ｍｉｓｔａｒ）载有我路复合铷原子频标以满足各种通讯才操作上的需要，第一颗军用通讯卫星，ＤＦＳ－１使用了事和石英晶体振荡器，第二颗军用通讯卫星，１９９５年发射的ＤＦＳ－２，是第一颗使用铷原子频标的军用通讯卫星，这以后发射的卫星都作用了铷原子频标。     

空间用原子频率标准

现在,使用卫星导航系统的用户可获得非常高的定位精度,这在很大程度上是由卫星有效载荷的原子频率标准(AFSs)决定的。原子频率标准产生于50年代,主要用于实验室,现在原子频率标准的性能和可靠性都有很大的改进,许多卫星系统都携带有原子频率标准,如美国的全球定位卫星系统(GPS)、俄罗斯的全球导航卫星系统(GLONASS)和美国的军用战略战术中继卫星(MILSTAR)均载有原子频率标准。为测试相对论的预测,导致了氢激射器(氢钟)的在轨飞行。对于精确的可靠性研究来讲,在轨飞行的几百个原子频率标准的基数还是较小的。在过去三十年里,由于电子工业的成熟和空间级原子频率标准制造技术大踏步地改善,星载原子频率标准的性能也有了很大的改善。本文对空间系统的原子频率标准的历史进行了回顾,我们将对现在不同空间系统所用的、不同种类的空间级频率标准及其主要性能进行简要评论,并且对超级原子频率标准在将来的空间应用进行讨论。     

论铷原子频标的信噪比和短期稳定度

本文给出了非自振型铷原子频标信噪比和短期频率稳定度的理论计算结果,同时还介绍了用分离高性能滤波器和集成高性能滤波器对系统进行的测试。最后的结论是由光检测器中的光谱灯造成的散弹噪声是观察到的限制频标短期稳定度的白噪声频谱的主要影响因素。     

军事星中的铷和石英频率标准的性能数据——在模拟太空环境中地检和实际轨道中所得数据的比较

航天计划中将增加原子频标的使用,以获得精确的时间和稳定的频率。GPS系统所具有的卓越的导航功能主要是由系统中采用的原子频标带来的。新一代的军事通信卫星(Milstar)载有多路复合铷原子频标以满足各种通讯和操作上的需要。第一颗军用通讯卫星,DFS-1使用了复合多路石英晶体振荡器,第二颗军用通讯卫星,1995年发射的DFS-2,是第一颗使用铷原子频标的军用通讯卫星。这以后发射的卫星都使用了铷原子频标。     

微型卫星通信系统的研究

一、概况 由于静地卫星能够作为空中的固定中继站,因此它们的使用实现了卫星通信。然而静地轨道只有一条,而且它所能容纳的卫星数量是有限的。目前的通信卫星正向大型化、多用途方向发展,同时为减少卫星成本而延长它们的使用寿命。这就使卫星设计越来越复杂并且对卫星的可靠性要求更高。另一方面,静地卫星的轨道很高,卫星的双向通信传播时间延长,为弥补这一传播损耗还需配备大尺寸天线和大功率放大器。 为避免使用静地卫星所带来的问题,低地球轨道(LEO)卫星     

法国宇航公司实施的卫星计划

法国宇航公司自成立以来总共参与了40多项科学或应用卫星计划,并且都获得了成功。其中属于一国的卫星计划有:1.先驱者 A—1;2.科学卫星FR1,D1A,C和D(和谐测地卫星、五冠测地卫星),D2A和B(向日葵科学卫星,微风天体紫外线分析卫星)和信号天文卫星;3.技术卫星佩奥利,D5A和B(北河     

风云二号C静止气象卫星简介

风云二号02批卫星是业务应用静止气象卫星,计划发射三颗,在卫星研制生产中依次定名为04星、05星、06星,入轨后分别改名为C星、D星、E星。C星是风云二号02批第一颗业务应用静止气象卫星,它是在01批A,B两颗试验试用卫星基础上经重大改进而成的。卫星在中国航天科技集团公司领导下,由八院、五院、四院、中科院上海技物所、北京科学与应用研究空间中心和中电集团公司天津18所等单位共同研制。风云二号C星本体高度3.076 m,含远地点发动机高度为4.378 m,太阳电池壳外径2.1 m。卫星起飞质量1 382.6 kg,定点后质量约为621 kg。卫星的设计寿命为3…     

GPS历书数据的有效龄期

历书数据的有效性是决定接收机启动状态进而影响首次定位时间的重要因素之一。对不同龄期的历书数据在估计卫星仰角、信号传播时延、多普勒频率偏移和GDOP值时引入的误差进行测试和分析,提出了截止角递增选星法,将GPS历书数据的有效龄期从一个月延长至一年,为接收机启动时充分利用GPS历书数据,辅助卫星信号的快速捕获提供有力的依据。     

风云一号（B）的星载计算机系统

本文叙述了风云一号(B)星载计算机系统的构成及性能、主备双机冗余结构以及主备双机切换和备机内部A、B机自荐切换的实现过程,介绍了星载计算机的可靠性设计、冗余容错设计和星载计算机软件,也反应了星载计算机在卫星中的作用。     

中国成功发射资源一号02C卫星

据《中国航天报》报道，2011年12月22日，中国长征-4B火箭在山西太原卫星发射中心成功发射了资源一号02C卫星，为我国2011年航天发射画上了圆满句号。资源一号02C卫星由航天科技集团公司所属中国空间技术研究院研制，是一颗填补国内高分辨率遥感数据空白的卫星。卫星质量约2100kg，设计寿命为3年，装有全色多光谱相机和全色高分辨率相机，主要任务是获取全色和多光谱图像数据，可广泛应用于国土资源调查与监测、防灾减灾、农林水利、     

A/D量化对GPS接收机自适应天线性能的影响

A／D量化会带来干扰抑制比和输出卫星信噪比的损耗。通过估算量化噪声和干扰信号互相关矩阵的最大特征值，给出了干扰抑制比的近似表达式，而输出卫星信噪比损耗则是通过计算高斯噪声下量化信号的一阶矩和二阶矩得到的。结果表明，当选择量化间隔△-0．5d(α^2为接收信道的热噪声功率)时，量化噪声近似为独立的均匀分布的白噪声，因A／D量化带来的输出卫星信噪比的损耗不大于0．1dB，干扰抑制能力几乎不受影响。计算机仿真实验也验证了所作分析。     

日本的火星探测计划

日本将于1996年用M-5火箭发射行星B卫星,执行日本的首次火星探测任务;并将在1992年内选择10种仪器安装在该卫星上,其中包括美国、加拿大和瑞典的敏感器。行星B卫星将调查火星大气对太阳风的反应,它也可能载带一专门提供火星数据的     

C/C复合材料微观尺度烧蚀过程质量损失速率模拟

基于水平集算法,耦合扩散方程建立了C/C复合材料在微观尺度下的2D轴对称烧蚀模型,计算了C/C复合材料的微观形貌演变过程,并将形貌演变至稳态的计算结果与C/C复合材料实际烧蚀后的微观形貌进行了对比,二者吻合较好,验证了该模型的可靠性。进而分析了气体扩散和非均匀氧化反应对纤维和基体的相对质量损失速率的影响规律。研究表明,随着Sherwood数Sh的降低纤维的质量损失速率会迅速增大,基体的相对质量损失速率会迅速降低,二者均在烧蚀形貌达到稳态前稳定;纤维和基体的相对质量损失速率达到稳态所需时间随反应速率比A的增大而增大。     

1553B总线终端消息覆盖的原因及解决方案

1553B总线是一种串行数据总线,在航天器上得到了广泛应用,它的可靠性直接关系到整星（船）的可靠性和功能实现。同一终端相邻总线消息覆盖问题是影响星载1553B总线可靠性的典型问题。文章对该问题进行了分析,并通过80C31/80C32单片机作为宿主机的远程终端（RT）开展试验,解决了获得同一终端消息覆盖时间间隔临界值定量...     

同步与数据缓冲系统的同步定时器

同步定时器是ＣＤＡＳＳ／ＤＢ系统的重要部件。它用高精度数字锁相环，精确地恢复地球同步气象卫星采集的原始云图数据的同步基准信息。数字锁相环由用高速器件组成的相位比较器和用计算机软件实现的滤波器构成，采用标准频率计数方式，完成对模拟太阳（ＳＰ）和数字太阳（ＳＳＤ）的锁相及卫星上时钟频率测量等任务。