【摘要】：隨著科學和技術的發(fā)展,時鐘同步技術和測距技術在精確制導、雷達探測以及空間技術中的應用越來越突出,并且逐漸對其精度和準確度有了更高的要求。由于傳統(tǒng)的時鐘同步技術和定位技術(GPS)是基于經典理論所發(fā)展,其定時定位的精度和準確度將受限于脈沖信號帶寬和功率的限制,因此更加精確的定時定位技術就普遍受各國科研工作者的關注。近年來,基于量子力學糾纏特性和量子信息理論相結合的量子時鐘同步技術和量子定位技術就為其提供了突破口,其不僅能夠克服傳統(tǒng)技術帶寬和功率的限制,并且擁有更高的精度和準確度。本文在基于二階量子關聯(lián)時鐘同步的基礎上,根據高階關聯(lián)函數提出了基于高階關聯(lián)特性的時鐘同步技術方案和測距系統(tǒng),該設計既可以用于時鐘同步,又可以用于測距定位。主要針對二階時鐘同步和測距的準確度進行了提高改進,其所做工作內容如下：1、根據二階時鐘同步技術和高階關聯(lián)函數理論,提出了基于高階關聯(lián)特性的時鐘同步技術方案,該方案在光源上采用高亮度的贗熱光,然后針對整個同步系統(tǒng)、同步原理、同步的精度以及同步的影響因素與信噪比進行了詳細分析和研究。結果表明,高階關聯(lián)同步系統(tǒng)在光路階數不變的情況下,可以通過增大系統(tǒng)光路中探測器對光場的探測次數,其不僅能夠提高兩時鐘同步的準確度,而且還可以提高同步系統(tǒng)的信噪比。2、設計了基于高階關聯(lián)特性的測距系統(tǒng),其系統(tǒng)采用高亮度的糾纏光源,并通過CPLD電路對泵浦光重復頻率的精確控制達到對探測器探測時間的控制,詳細分析并研究了測距系統(tǒng)的原理和測距影響因素以及系統(tǒng)光路信噪比的關系。結果表明,高階關聯(lián)測距系統(tǒng)在一定的范圍內通過增加系統(tǒng)光路階數和探測器對光路數據的采集樣本數,不僅可以提高測距系統(tǒng)的信噪比,而且還能獲得比傳統(tǒng)二階量子測距系統(tǒng)及經典無線電定位技術和光學測距技術更高的準確度和精度。最后利用Matlab軟件對其測距效果進行不同距離的仿真實驗,實驗結果不僅表明其測距精度可以達到微米量級,而且還表明該測距方案設計的可行性和正確性。
[Abstract]:With the development of science and technology, the application of clock synchronization technology and ranging technology in precision guidance, radar detection and space technology is becoming more and more prominent, and gradually has higher requirements for its accuracy and accuracy. Because the traditional clock synchronization technology and positioning technology (GPS) are based on the classical theory, the accuracy and accuracy of timing positioning will be limited by the limitation of pulse signal bandwidth and power. Therefore, more accurate timing positioning technology has been widely concerned by researchers in various countries. In recent years, quantum clock synchronization technology and quantum positioning technology based on quantum mechanics entanglement and quantum information theory have provided a breakthrough for it, which can not only overcome the limitations of bandwidth and power of traditional technology. And has higher accuracy and accuracy. In this paper, based on the second-order quantum correlation clock synchronization, a clock synchronization technique and ranging system based on high-order correlation characteristics are proposed according to the high-order correlation function. The design can be used not only for clock synchronization, but also for ranging and positioning. The accuracy of second-order clock synchronization and ranging is improved. The work is as follows: 1, according to the second-order clock synchronization technology and the theory of high-order correlation function, A clock synchronization scheme based on high order correlation is proposed, which adopts high brightness pseudothermic light on the light source, and then aims at the synchronization principle of the whole synchronization system. The accuracy of synchronization and the influencing factors of synchronization and signal-to-noise ratio (SNR) are analyzed and studied in detail. The results show that the high order correlated synchronization system can not only improve the accuracy of the synchronization of the two clocks by increasing the number of light field detected by the detector in the optical path of the system, but also by increasing the order of the optical path. Moreover, the signal-to-noise ratio (SNR) of the synchronization system can be improved. 2, a ranging system based on high-order correlation characteristics is designed, which adopts a high brightness entangled light source. The detection time of the detector is controlled by the accurate control of the pump optical repetition frequency by CPLD circuit. The principle of the ranging system and the influencing factors of the ranging system, as well as the relationship between the signal-to-noise ratio (SNR) of the optical path of the system are analyzed and studied in detail. The results show that the signal-to-noise ratio (SNR) of the ranging system can not only be improved by increasing the optical path order of the system and the number of samples collected by the detector to the optical path data in a certain range. Moreover, it can obtain higher accuracy and accuracy than the traditional second-order quantum ranging system, classical radio positioning technology and optical ranging technology. Finally, the Matlab software is used to simulate the ranging effect at different distances. The experimental results not only show that the ranging accuracy can reach the micron level, but also show the feasibility and correctness of the ranging scheme design.
【學位授予單位】：西北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN919.34

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本文編號：2480016