本文關鍵詞：多通道高精度時間標記器研制

  更多相關文章： 時間標記 GPS可馴銣原子鐘 時間間隔 多線程 系統(tǒng)集成

【摘要】：時間標記就是確定一個脈沖信號發(fā)生或結束的時間信息。隨著社會經(jīng)濟水平的提高與科學技術的發(fā)展，在通信、授時、電子交易、電力、信息安全等多個領域，多通道高精度時間標記顯示出其重要的地位。針對高精度并行標記的需要，研制了基于GPS可馴銣原子鐘的多通道高精度時間標記系統(tǒng)。主要工作如下： 研究了多通道并行標記方法，提出將待標記脈沖與參考脈沖進行時間間隔比對，根據(jù)時間差進行標記的方法，不但能實現(xiàn)不確定度了100ns的各通道并行標記，并且將各路脈沖之間的相對標記精度提高到優(yōu)于1ns； 為提高參考脈沖的準確度和穩(wěn)定度，分析了GPS授時接收機輸出1pps信號的特性，結合銣原子鐘的運行規(guī)律，研究了GPS可馴鐘的方法，對比分析了最小二乘擬合和Kalman濾波的鐘參數(shù)估計方法。通過對晶體振蕩器的精確控制，將參考脈沖的準確度提高到100ns以內(nèi)，穩(wěn)定度提高到2e-11/s。 在對多通道時間間隔測量技術和時間標記方法研究的基礎上，結合系統(tǒng)功能和性能要求，根據(jù)對技術路線的詳細分析，對多通道時間標記器進行了總體設計，并實現(xiàn)了所有的硬件和軟件，研制出了原理樣機。 在硬件實現(xiàn)上，，針對測試的實際要求，對時間數(shù)字轉換芯片的量程進行了擴展設計，同時實現(xiàn)了大量程快速測量與小量程精確測量。 在軟件實現(xiàn)上，采用多線程技術，實現(xiàn)了多通道時間標記系統(tǒng)多個串行數(shù)據(jù)接口數(shù)據(jù)的并行處理、待標記脈沖的時間信息顯示、精細時間的圖形化顯示、以及時間信息保存與時差測量控制； 為分析時間標記器的性能，設計實際的測試試驗，從準確度、精度和偏差三個方面對設備分別進行了測試。試驗結果表明，該設備可以對七路脈沖信號進行并行時間標記，每個脈沖時間標記的不確定性優(yōu)于100ns，各路脈沖之間的相對偏差優(yōu)于1ns，時間標記分辨率優(yōu)于81ps，達到了設計要求。
【關鍵詞】：時間標記 GPS可馴銣原子鐘 時間間隔 多線程 系統(tǒng)集成
【學位授予單位】：中國科學院研究生院（國家授時中心）
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：P228.4
【目錄】：

• 致謝3-4
• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 圖表目錄9-11
• 1 緒論11-17
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 課題研究目的與意義14
• 1.4 文章內(nèi)容安排與研究成果14-17
• 2 時間標記原理17-21
• 2.1 授時技術17-18
• 2.1.1 時間尺度17
• 2.1.2 衛(wèi)星授時17-18
• 2.2 銣原子鐘控制方法18
• 2.3 時間標記原理18-19
• 2.4 本章小結19-21
• 3 總體系統(tǒng)設計21-31
• 3.1 系統(tǒng)功能與性能要求21-22
• 3.1.1 系統(tǒng)功能21
• 3.1.2 系統(tǒng)性能要求21-22
• 3.2 技術路線分析22-23
• 3.2.1 關鍵技術路線22
• 3.2.2 關鍵技術分析22-23
• 3.3 系統(tǒng)設計方案23-29
• 3.3.1 系統(tǒng)總體設計23-26
• 3.3.2 參考脈沖性能提高單元26
• 3.3.3 時差測量單元26-28
• 3.3.4 時間標記數(shù)據(jù)處理單元28-29
• 3.4 本章小結29-31
• 4 各單元的實現(xiàn)31-65
• 4.1 參考脈沖性能提高單元31-44
• 4.1.1 UTC 時間的獲得31-33
• 4.1.2 參考脈沖性能提高的工作原理33-34
• 4.1.3 銣原子鐘參數(shù)估計方法34-41
• 4.1.4 參考脈沖性能提高結果分析41-44
• 4.2 時差測量單元44-50
• 4.2.1 時差測量硬件模塊44-47
• 4.2.2 時差測量控制軟件模塊47-50
• 4.3 時間標記數(shù)據(jù)處理單元50-58
• 4.3.1 時間標記軟件界面設計50-54
• 4.3.2 時間標記軟件實現(xiàn)54-58
• 4.4 系統(tǒng)集成58-64
• 4.4.1 系統(tǒng)集成方案58-59
• 4.4.2 系統(tǒng)集成實現(xiàn)過程59-60
• 4.4.3 時間標記結果展示60-64
• 4.5 本章小結64-65
• 5 時間標記系統(tǒng)誤差分析65-69
• 5.1 時間標記誤差來源分析65-66
• 5.2 時間標記誤差處理方法66-68
• 5.3 本章小結68-69
• 6 系統(tǒng)測試69-77
• 6.1 準確度測試69-71
• 6.2 精度測試71-73
• 6.3 偏差測試73-75
• 6.4 系統(tǒng)性能分析75
• 6.5 本章小結75-77
• 7 總結與展望77-79
• 7.1 總結77-78
• 7.2 展望78-79
• 參考文獻79-83
• 作者簡介及在學期間發(fā)表的學術論文與研究成果83

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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本文編號：687286