Crab脉冲星标准脉冲轮廓更新对计时精度的改进

对于脉冲星试验01星的两年实测数据,针对蟹状星云脉冲星星历经历了多次更新的特点,提出了更新标准脉冲轮廓进行X射线计时的改进方法。以一系列观测时长为实测数据分组,再采用改进后的方法进行计时分析并与改进前的结果进行对比。通过对比改进前后的计时结果,发现改进方法得到的计时残差的均方根(root mean square, RMS)平均降低了14.2%,定位精度平均提高了14.4%,估计原子钟相对频率偏差的精度平均提高了26.2%,体现了改进方法处理经历多次星历更新的Crab脉冲星观测数据的合理性和优越性。此外,改进方法对脉冲星试验01星两年观测数据的稳定度σz没有量级上的改进,说明改进方法对Crab脉冲星时间稳定度的影响不大。     

基于实测星载原子钟数据的脉冲星守时方法

利用脉冲星估计星载原子钟钟差是实现卫星自主守时的途径之一。为充分分析基于脉冲星的自主守时系统性能,利用实测的星载原子钟钟差数据和中子星内部组成探测器(neutron star interior composition explorer, NICER)的PSR B1937+21脉冲星的观测数据,对比分析了星载原子钟和脉冲星的误差特性。设计了脉冲星守时系统框架和星载原子钟钟差估计方法。以实测的星载原子钟钟差数据为基础,计算分析了脉冲星守时系统的性能。计算结果表明,若脉冲星的脉冲到达时间（time of arrival, TOA）解算精度为1 μs/30 d,则原子钟钟差估计精度可达到优于1 μs的水平,初步验证了脉冲星守时系统的可行性。     

Space time clock: An on-chip clock with 10-12 instability

High precision and stable clock is extremely important in communication and navigation. The miniaturization of the clocks is considered to be the trend to satisfy the demand for5G and the next generation communications. Based on the concept of meter bar and the principle of the constancy of light velocity, we designed a micro clock, Space Time Clock(STC), with the size smaller than 1 mm × 1 mm and the power dissipation less than 2 m W. Designed in integrated circuit of 0.18 μm technology, the in...     

校时电路的设计与应用

为了给外部系统提供持久有效的统一时间信息,设计了一种可长时间保存标准时间的校时电路。电路以DSP为核心控制器,完成实时时钟电路(RTC)时间的读取、校正,解析外部请求校时信息,并为外部系统校时,解析外部系统送入的时间信息,完成对RTC时间的重置,RTC时钟备用工作电源为蓄电池,容量为1AH。校时电路已成功应用于多型机载任务记录器存储校时组件,实践证明校时电路可持久可靠地为外部系统提供标准时间信息。     

新型国产光抽运铯钟性能分析

铯钟是高精度守时应用的核心组成部分,其性能直接影响整个守时系统的稳定性和准确性。在介绍铯钟的主要性能指标及评估方法后,对新型TA2000铯钟的频率稳定度、相对频率偏差、频率漂移率及可预测性进行了系统分析。结果表明,新型国产铯钟与进口铯钟相比,中短期稳定度指标更高,长期稳定度与进口铯钟相当,但相对频率偏差和频率漂移率依旧存在差距。具体而言,新型铯钟的相对频率偏差优于6.5×10-13,频率稳定度优于2×10-14/d,频率漂移率优于6.5×10-15/d (开机连续测量32 d结果);在可预测性方面,新型铯钟5 d预测的均方根误差优于5 ns。对新型国产光抽运铯钟的性能分析,可以为其进入守时钟组体系提供数据参考。     

采用GPS对铷原子频标进行校频

在精密定时中普遍采用铷原子频标,虽然铷原子频标的频率稳定度要远优于晶体振荡器,但仍属于二级频率标准,需要用一级频标对其定时校准,比较麻烦。若能采用新的技术对其进行在线自动校准,不仅可以降低运营成本,也可以提高设备的利用率。本文介绍了一种简便的采用GPS对铷原子频标自动校准的方法,供大家参考。     

数字卫星电视授时方法及其研究进展

为丰富和完善国家时间频率体系建设,提高现有定位导航与授时(PNT)体系的服务能力,中国科学院国家授时中心开展了基于数字卫星电视信号的授时方法研究,并搭建了一套数字卫星电视授时系统,实际测试结果表明其定时精度优于50ns(均方根).首先综述了数字卫星电视授时方法中的理论框架及其若干关键技术问题,然后介绍了在提高授时精度方...     

作息时间与广播自动控制系统的研制

采用PLC控制与CMMS4040制成的时钟脉冲发生器相结合的方式,研制开发了作息时间与广播自动控制系统,成功地应用于烟草行业作息时间与广播的控制中。     

原子钟性能对卫星导航系统定位精度的影响分析

星载原子钟是卫星导航系统的关键设备,原子钟主要通过影响卫星钟差对定位精度产生影响,分析了GNSS星载原子钟性能对定位精度的影响.通过原理分析,建立了原子钟稳定度与卫星导航系统定位精度的关系.在不考虑控制段对星钟校准误差的前提下,将原子钟噪声与星上工作环境因素作为主要因素,分析了GPS-IIF铷钟和铯钟对钟差/定位误差的影响,并给出了分析结果.最后,利用iGMAS提供的钟差产品数据,对比了北斗和GPS部分原子钟的稳定度及其对定位精度的影响,为后续星载原子钟的发展与选择提供了一定参考.     

芯片级光钟技术综述

芯片级光钟是一种基于热原子中光频跃迁的新型光钟,近年来随着光子集成技术、激光技术和微机电技术的发展,该类光钟可以实现较小的体积和较高的精度,有望广泛应用于对体积、质量、功耗和精度敏感的各种国防装备中.介绍了国内外芯片级光钟技术的进展情况,阐述了芯片级光钟的相关技术,包括基于双光子跃迁的光频标技术、微制造气室技术和微腔光频梳技术等,分析了影响频率稳定度和准确度的主要因素,最后对芯片级光钟面临的机遇和挑战进行了简要的展望.     

基于“当前”统计模型的卡尔曼滤波在北斗单向授时中的应用

为了提高北斗单向授时的授时精度,提出了一种基于“当前”统计模型的卡尔曼滤波单向授时方法。将“当前”统计模型应用于接收机时钟频率漂移的建模以建立状态方程,使用经过卡尔曼滤波后的钟差和钟速对本地时钟进行修正。实验结果表明,在选取合适的机动频率和最大频率漂移的情况下,相比于未滤波修正,温补晶振时钟的峰峰值最多可以减小36.7%,标准差最多可以减小42.5%;恒温晶振时钟的峰峰值最多可以减小71.8%,标准差最多可以减小67.0%。基于“当前”统计模型的卡尔曼滤波单向授时方法,可以有效地降低观测量的误差与噪声对于接收机钟差与钟速的影响,从而提高授时精度。     

原子钟时域频率稳定性计算方法

首先给出时域频率稳定性分析中各种方差的实用计算公式,并在此基础上分析各种方差特性,总结归纳其适用范围。分析表明：①阿仑方差是时域频率稳定性分析中最常用的方法,但不能区分调相白噪声和调相闪变噪声;②改进阿仑方差通过相位平滑运算能识别这2种噪声;③时间方差和时间总方差主要用于描述频率源的时间波动,主要用于分析调相噪声;④当频率漂移项较大或受甚低频噪声影响时,哈达玛系列方差能给出很好的测量特性。     

日历电子钟的设计

大屏幕显示的时间日历钟的制作 ,要从元器件的选取、电路的设计制作、程序的调试等多个环节进行 ,而所用的时钟日历芯片DS12C887具有精度高、功能强、接口简单的特点 ,使本系统电路简化 ,编程方便 ,性价比高 ,同时功能也很强。     

PowerBuilder7．0环境下实现上机考试中的倒计时及定时关闭窗口的功能

本文介绍了在PowerBuilder7．0环境下利用窗口的定时事件（Timer）和系统的定量函（Timer())相结合的形式实现倒计时功能，以及调用Windows函数实现自动关闭窗口重新启动计算机的方法，并应用于上机考试软件中。同时论述了在上机考试过程中，当出现死机现象时，实现累计倒计时的方法。     

双向比对高精度物理时间同步方法

提出一种面向未来卫星在轨应用的闭环物理高精度时间同步方法。比较了所提方法与其他时间同步方法的区别与优势,建立了远程系统时间同步基本模型与误差传递模型,基于双向测距和时间传递技术分析了高精度钟差获取原理,给出了时钟调整环路的时域频域参数依赖关系。完成了高精度时间同步地面试验系统构建,测试了开环非调钟状态下钟差测量精度误差、闭环调钟状态下时间同步准确度误差以及长时运行情况下的时间同步监测结果。测试结果表明,该方法能够实现优于1 ns量级的时间同步,为高精度时间同步技术研究提供了新的途径。     

基于叶端定时的转子叶片裂纹监测与诊断

为了实现转子叶片裂纹非接触式监测,提出基于??0范数的叶端定时欠采样信号稀疏重构算法。针对叶端定时信号欠采样问题,建立欠采样信号稀疏表示模型,利用分块正交匹配追踪算法对叶端定时欠采样信号进行分段重构,进而监测在变转速非稳态工况下转子叶片动频的变化情况,据此判断转子叶片是否产生裂纹。针对应变片信号间隔采样的特点,研究基于同步提取变换的时频分析方法,以提高时频图的时频聚集性。开展旋转叶片裂纹扩展试验,同时采用叶端定时和应变片系统测量叶片振动。对比叶端定时和应变片的分析结果,二者均可在裂纹叶片断裂之前至少20min,监测到裂纹叶片和正常叶片的动频发生分离的现象,即裂纹萌生致使叶片动频发生偏移,表明所提出的叶端定时欠采样信号重构方法能够实现转子叶片裂纹的监测与诊断。     

测量不确定度在时频领域的应用

对铯原子频率标准装置不确定度和纳秒通用计数器测量结果的不确定度进行评定。     

基于加权多元线性回归的两步式时间同步算法

时间同步在通信、计算机、测控等网络中是一项重要技术。针对目标时钟在多同步源时的时间同步问题,从统计学中参数估计的角度建模,提出了一种基于WMLR (Weighted Multiple Linear Regression,加权多元线性回归)的两步式时间同步算法。此算法分为粗同步和精同步2个阶段,通过给不同的时间信息加权的方式提高同步精度,并且可以计算不同同步源之间存在的系统误差。结果表明,这一算法通过合理应用来自不同同步源的时间信息,可以提高时间同步的精度及稳定性。由于模型的普遍性,这一基于WMLR的算法也可以应用于其他类似的多源参数估计的场景中。     

GNSS超快速产品在全球标准时间复现中的应用

为满足大跨度空间范围内的时间同步需求,对基于共视时间比对原理的标准时间复现系统进行改进,采用全视时间比对方法解决原系统应用基线受限的问题。考虑实时性的要求,使用全球卫星导航系统(GNSS)超快速产品(预测部分)提供卫星位置和卫星钟差,以尽可能消除广播星历和钟差对复现结果的影响。分析了常用的几家机构发布的GNSS超快速产品,并且结合复现系统的具体应用场景要求,研究了GNSS超快速产品的选择、下载和使用方法,以及使用时需要注意的关键问题,包括产品文件的更换以及产品的时间参考基准对标准时间复现的影响。     

导航卫星时频系统发展综述

全球各大卫星导航系统近年来发展迅速,性能持续提升,其中卫星时频系统的高性能、稳定可靠和保持星间时频同步是系统实现高精度测量的基础.介绍了目前应用于各卫星导航系统的铷钟、氢钟、铯钟等星载原子钟和时频生成与保持技术的特点、发展概况及在轨应用情况.面向精度提升和自主运行能力提升的需求,分析了可能应用于下一代导航卫星的星载原子钟技术、星上时频生成与保持单元性能提升方法以及星间高精度激光时频同步技术,以支撑未来时频基准的天基化和我国综合PNT体系的建设.