近年來,地方協(xié)調(diào)時UTC（BIRM）守時能力穩(wěn)步提升,截至目前,UTC（BIRM）與UTC的相對頻率偏差優(yōu)于3E-14,時間偏差優(yōu)于20ns。本文概括介紹了守時系統(tǒng)的組成,本地頻率駕馭與主備同步技術(shù),以及TA（BIRM）算法研究等。 

【文章來源】：宇航計測技術(shù). 2019,39(05)CSCD

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圖2時差數(shù)據(jù)修正結(jié)果曲線圖Fig．2Correctionresultofthetimedifferencedata

fthetimedifferencedata理后的鐘差數(shù)據(jù)用于本地綜合原子時TA(BIRM)的計算。3．1．2外部時間比對外部時間比對主要是采用GNSS共視與GNSS載波相位時間傳遞兩種方式將本地時間UTC(BIRM)溯源至UTC。BIRM的外部時間比對由兩臺熱備份的多通道時間傳遞接收機完成。為了減小遠程比對不確定度，利用國際計量局(BIPM)的旅行接收機采用相對校準(zhǔn)法對BIRM與BIPM之間的遠程時間比對鏈路進行了校準(zhǔn)［3，4］，將遠程時間傳遞不確定度由20ns減小到3ns。相對校準(zhǔn)法如圖3所示。圖3相對校準(zhǔn)法框圖Fig．3RelativecalibrationGNSS共視與GNSS載波相位時間傳遞產(chǎn)生的數(shù)據(jù)文件每天定時自動上傳至BIPM的FTP，參與協(xié)調(diào)世界時UTC和快速協(xié)調(diào)世界時UTCr比對;同時，本地定時下載BIPM公布的T公報和快速T公報，根據(jù)UTC與UTC(BIRM)的偏差及時對本地鐘速進行調(diào)整。3．2原子時算法技術(shù)當(dāng)前，UTC(BIRM)守時系統(tǒng)共有6臺原子鐘，主鐘和備份主鐘分別選用1臺主動型氫原子鐘［5］。BIRM的綜合時間尺度TA(BIRM)是利用6臺原子鐘與主鐘的時差數(shù)據(jù)綜合產(chǎn)生，對本地原子時算法，本文做了大量研究與試驗。原子時算法的目的是利用統(tǒng)計學(xué)方法，充分發(fā)揮鐘組中每臺鐘的優(yōu)勢，使得產(chǎn)生的綜合時間尺度的穩(wěn)定度大大高于單臺鐘的穩(wěn)定度，可見原子時算法在守時系統(tǒng)中處于舉足輕重的位置［6］。鐘組、原子時算法和綜合時間尺度的關(guān)系如圖4所示。圖4鐘組、原子時算法和綜合時間尺度的關(guān)系框圖Fig．4Relationamongclockgroup，atomictimealgorithmandtimescale國際上使用最

宇航計測技術(shù)2019年圖5UTC(BIRM)駕馭子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig．5TheStructureofUTC(BIRM)SteeringSystem原子時算法獲得紙面的綜合時間尺度TA(BIRM)，利用TA(BIRM)對UTC(BIRM)的頻率信號實時控制，使得UTC(BIRM)跟蹤于TA(BIRM)。UTC(BIRM)的控制過程主要分為三個階段:數(shù)據(jù)積累階段、粗調(diào)階段和微調(diào)階段［8］。第一階段:數(shù)據(jù)積累。新系統(tǒng)運行初始階段，需要積累數(shù)據(jù)，用于分析主鐘特性。在這一過程中不對相位微調(diào)儀進行任何控制操作。第二階段:粗調(diào)。待數(shù)據(jù)積累一個月后，根據(jù)UTC(BIRM)與TA(BIRM)之間的時差計算主鐘的相位調(diào)整量和頻率調(diào)整量，并將其通過串口送入主鐘的相位微躍計完成粗調(diào)。經(jīng)過粗調(diào)，UTC(BIRM)與TA(BIRM)的時差可調(diào)至納秒量級，相對頻率偏差可調(diào)至E－14量級。第三階段:微調(diào)。粗調(diào)完成后，為了保證相位連續(xù)性，不再對主鐘相位進行調(diào)整，而是實時監(jiān)測UTC(BIRM)與TA(BIRM)之間的時差并計算相對頻率偏差，根據(jù)運行情況判斷是否需要進行微調(diào)。在微調(diào)階段，頻率調(diào)整量一般在E－15量級。3．4主備同步技術(shù)為了保證UTC(BIRM)的持續(xù)穩(wěn)定可靠運行，本文進行了主備同步設(shè)計。主備同步調(diào)整過程分為兩個階段:初始脈沖同步和微調(diào)頻率同步［9］。第一階段:初始脈沖同步。利用相位微調(diào)器的PPS同步功能，將主備鐘輸出的脈沖信號同步到一個較小的范圍內(nèi)(該范圍由相位微調(diào)器決定)，實現(xiàn)主備信號的粗同步。第二階段:微調(diào)頻率同步。設(shè)置時間間隔計數(shù)器的采樣周期為1s，利用計數(shù)器實時采集主備鐘差，根據(jù)該時差實時計算備份鐘相

【參考文獻】：
期刊論文
[1]氫鐘在守時鐘組配置中的應(yīng)用研究[J]. 李變,屈俐俐,陳永奇.  宇航計測技術(shù). 2018(03)
[2]地方自由原子時的計算[J]. 馬鳳鳴.  計量學(xué)報. 1984(01)

碩士論文
[1]遠程時間比對中的設(shè)備時延校準(zhǔn)技術(shù)研究[D]. 馮彬.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013



本文編號：3216334