【摘要】：基于衛(wèi)星雙向時(shí)間傳遞(TWSTFT)的遠(yuǎn)程時(shí)間比對(duì)是目前實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離高精度時(shí)間比對(duì)的主要的方法之一,能實(shí)現(xiàn)1ns的比對(duì)不確定度。研究發(fā)現(xiàn)目前TWSTFT性能提升主要受設(shè)備時(shí)延校準(zhǔn)不確定度制約,國(guó)際電聯(lián)ITU推薦了三種設(shè)備時(shí)延校準(zhǔn)方法,分別是雙站零基線法、衛(wèi)星模擬器法和單移動(dòng)校準(zhǔn)站法,其中雙站零基線法要求將設(shè)備安裝在同一地點(diǎn)測(cè)試,不適用已經(jīng)建成的地面站;衛(wèi)星模擬器法用于校準(zhǔn)設(shè)備的絕對(duì)時(shí)延,目前能校準(zhǔn)到數(shù)百皮秒量級(jí),但各站均需分別校準(zhǔn),且對(duì)環(huán)境適應(yīng)性不強(qiáng);單移動(dòng)校準(zhǔn)站法是目前最準(zhǔn)確、常用的方法,測(cè)試時(shí)用一套單移動(dòng)校準(zhǔn)站分別與被校準(zhǔn)地面站進(jìn)行零基線測(cè)試,獲得各站與單移動(dòng)校準(zhǔn)站的相對(duì)時(shí)延,相減后得到兩被校準(zhǔn)站的相對(duì)時(shí)延。資料顯示,基于單移動(dòng)校準(zhǔn)站法校準(zhǔn)設(shè)備時(shí)延不確定度為1納秒,并且還存在僅支持校準(zhǔn)同種類型的地面站,測(cè)試期間需要中斷被校準(zhǔn)站的正常測(cè)量,除非被校準(zhǔn)地面站有額外可供校準(zhǔn)的測(cè)試通道,但還需要校準(zhǔn)通道間時(shí)延偏差,測(cè)試對(duì)TWSTFT鏈路中其它非對(duì)稱因素不敏感等不足。因此,為提高TWSTFT的遠(yuǎn)程時(shí)間比對(duì)精度,解決現(xiàn)有校準(zhǔn)方法存在的問題,本文提出了一種基于雙移動(dòng)校準(zhǔn)站的衛(wèi)星雙向時(shí)間頻率傳遞系統(tǒng)誤差整體校準(zhǔn)方法,試驗(yàn)測(cè)試證明,該方法能將系統(tǒng)誤差校準(zhǔn)到0.5ns以內(nèi)。本文主要的研究工作如下:(1)研究了衛(wèi)星雙向時(shí)間傳遞中的各項(xiàng)誤差來源,分析其影響,并進(jìn)一步提出了改正方法,特別是設(shè)備時(shí)延受環(huán)境溫度變化的影響、地面站發(fā)射時(shí)延的精確標(biāo)定等方面;(2)提出了基于雙移動(dòng)校準(zhǔn)站的衛(wèi)星雙向時(shí)間頻率傳遞系統(tǒng)誤差整體校準(zhǔn)方法,使用一套雙向移動(dòng)校準(zhǔn)站,與被校準(zhǔn)的兩個(gè)地面站并址安裝,測(cè)試地面站設(shè)備時(shí)延、空間信號(hào)傳輸路徑不對(duì)稱分量總和,用于校準(zhǔn)系統(tǒng)偏差;(3)設(shè)計(jì)并實(shí)施了多項(xiàng)測(cè)試實(shí)驗(yàn),檢驗(yàn)本文提出的雙移動(dòng)校準(zhǔn)站方法的實(shí)際效果。測(cè)試試驗(yàn)包括基于零基線的自測(cè)試試驗(yàn)、與光纖雙向系統(tǒng)的比測(cè)試驗(yàn)、以及在西安-喀什兩地開展校準(zhǔn)衛(wèi)星雙向地面站的系統(tǒng)誤差的測(cè)試等。基于零基線自測(cè)試試驗(yàn)的目的在于檢驗(yàn)雙移動(dòng)校準(zhǔn)站標(biāo)定其系統(tǒng)差的可行性,測(cè)試得到雙移動(dòng)校準(zhǔn)站系統(tǒng)差的標(biāo)準(zhǔn)差為0.07ns,優(yōu)于國(guó)際上知名實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行零基線測(cè)試的結(jié)果。與西安-臨潼兩地的光纖雙向比對(duì)系統(tǒng)并行測(cè)試,目的在于驗(yàn)證雙移動(dòng)校準(zhǔn)站是否具有高精度時(shí)間頻率傳遞的能力,其測(cè)試不確定度優(yōu)于0.2ns,測(cè)試結(jié)果表明雙移動(dòng)校準(zhǔn)站具有亞納秒級(jí)的高精度時(shí)間頻率傳遞能力。校準(zhǔn)西安-喀什兩地基線約3000km的衛(wèi)星雙向比對(duì)系統(tǒng),目的在于檢驗(yàn)雙移動(dòng)校準(zhǔn)站校準(zhǔn)實(shí)際雙向鏈路的能力,其測(cè)試不確定度優(yōu)于0.2ns,測(cè)試結(jié)果反映利用雙移動(dòng)校準(zhǔn)站對(duì)固定站雙向鏈路進(jìn)行校準(zhǔn)是切實(shí)可行的。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(國(guó)家授時(shí)中心)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB939

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3 王義遒;建設(shè)我國(guó)獨(dú)立自主時(shí)間頻率系統(tǒng)的思考[J];宇航計(jì)測(cè)技術(shù);2004年01期

4 徐季平;王拂為;徐e，

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