在精密时频测控领域中,高分辨率、无死区的时间间隔和频率测量非常关键,而时间数字转换器(Time to Digital Converter,TDC)是时间频率测量的常用手段。该文研制了基于ACAM公司生产的时间数字转换芯片TDC-GP21和Altera公司FPGA芯片EP4CE6...在精密时频测控领域中,高分辨率、无死区的时间间隔和频率测量非常关键,而时间数字转换器(Time to Digital Converter,TDC)是时间频率测量的常用手段。该文研制了基于ACAM公司生产的时间数字转换芯片TDC-GP21和Altera公司FPGA芯片EP4CE6E22C8N的时间频率测量设备,实现了高分辨率的时间间隔测量,测量分辨率达到13ps。同时采用时间间隔测量模块两两组合的方式实现了无死区频率测量,创新性地采用每组3个TDC芯片,共4组搭建了时间频率测量系统,并对组内3个TDC芯片测量结果采用平均值滤波法,使频率测量稳定度达到1.1 ×10^(-11)@1 s,5.6 × 10^(-15)@10000 s,与商用K+K FXE频率计数器指标相当。本设备具有体积小、无需校准、成本低等优点,能够广泛应用到高精度时间间隔和精密频率测量领域中。展开更多
由于截然不同的物理机制,毫秒脉冲星可产生与原子时尺度完全不同的另一类时间尺度.利用长期的脉冲星计时观测数据可建立综合脉冲星时间尺度,但通常脉冲星计时观测是非等间隔采样,并且有些脉冲星的观测间隔过长等,这些因素均对综合脉冲...由于截然不同的物理机制,毫秒脉冲星可产生与原子时尺度完全不同的另一类时间尺度.利用长期的脉冲星计时观测数据可建立综合脉冲星时间尺度,但通常脉冲星计时观测是非等间隔采样,并且有些脉冲星的观测间隔过长等,这些因素均对综合脉冲星时间尺度的产生造成很大的困难.因此,提出了一种新的算法来计算综合脉冲星时间尺度,即:首先选用三次样条插值方法进行内插,并使观测数据间隔均匀;其次采用Vondrak滤波方法对观测序列进行平滑处理并去除高频噪声;最后再利用加权算法产生综合脉冲星时间尺度.利用NANOGRAV(North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves)最新发布的长达9 yr的观测数据,计算得到了综合脉冲星时间尺度,它的长期稳定度(取样间隔大于1 yr)优于3.4×10^(-15).研究结果表明:这种方法可有效降低脉冲星计时残差中的噪声影响,同时可提高综合脉冲星时间尺度的长期稳定度.展开更多
基于卫星导航双频时间传递型接收机的伪码观测量,利用国际全球卫星导航系统服务组织(International Global Navigation Satellite System(GNSS)Service,IGS)提供的高精度卫星轨道和钟差产品,实现了北斗全视法时间比对.以IGS提供的时间...基于卫星导航双频时间传递型接收机的伪码观测量,利用国际全球卫星导航系统服务组织(International Global Navigation Satellite System(GNSS)Service,IGS)提供的高精度卫星轨道和钟差产品,实现了北斗全视法时间比对.以IGS提供的时间尺度为两个待比对站的公共参考时间,首先使用双频组合法消除电离层对伪距观测的影响,然后将对流层和地球自转效应带来的时延利用理论模型在伪码观测量中进行扣除,分别获得两个比对站时间与公共参考时间之差后,将2者再做差,便得到了北斗全视时间比对结果.以中国科学院国家授时中心(NTSC)、德国物理技术研究院(PTB)和西班牙海军天文台(ROA)所保持的国家标准时间作为比对对象,开展了长基线北斗全视时间比对试验,获得北斗全视时间传递结果,最后利用阿伦方差和时间方差两项关键性能指标以及卫星双向时间比对对其进行性能评估.结果表明:北斗全视时间比对的天稳为10-14量级,可以满足国际时间比对需求.展开更多
基于软件接收机的卫星双向时间传递(Two-Way Satellite Time and Frequency Transfer based on Software Defined Receiver,SDR-TWSTFT)链路每秒采集测量数据后通过数学模型将原始数据拟合为300 s一组的观测文件,因此链路的时间传递结...基于软件接收机的卫星双向时间传递(Two-Way Satellite Time and Frequency Transfer based on Software Defined Receiver,SDR-TWSTFT)链路每秒采集测量数据后通过数学模型将原始数据拟合为300 s一组的观测文件,因此链路的时间传递结果受短期测量噪声和非模型误差的影响,呈现出一定的随机噪声的特征.提出了一种频域幅值分析方法,针对性地确定滤波因子,构造符合需求的低通Vondrak滤波器.通过对中国科学院国家授时中心(National Time Service Center,NTSC)和德国联邦物理技术研究所(Physikalisch-Technische Bundesanstalt,PTB)之间的SDR-TWSTFT链路测量数据的分析发现,该方法对过滤链路平均时间一天内的高频噪声有效,能够提高链路时间传递结果的可信度,同时滤波后链路的短期频率、时间稳定度也有了显著提高.展开更多
文摘在精密时频测控领域中,高分辨率、无死区的时间间隔和频率测量非常关键,而时间数字转换器(Time to Digital Converter,TDC)是时间频率测量的常用手段。该文研制了基于ACAM公司生产的时间数字转换芯片TDC-GP21和Altera公司FPGA芯片EP4CE6E22C8N的时间频率测量设备,实现了高分辨率的时间间隔测量,测量分辨率达到13ps。同时采用时间间隔测量模块两两组合的方式实现了无死区频率测量,创新性地采用每组3个TDC芯片,共4组搭建了时间频率测量系统,并对组内3个TDC芯片测量结果采用平均值滤波法,使频率测量稳定度达到1.1 ×10^(-11)@1 s,5.6 × 10^(-15)@10000 s,与商用K+K FXE频率计数器指标相当。本设备具有体积小、无需校准、成本低等优点,能够广泛应用到高精度时间间隔和精密频率测量领域中。
文摘由于截然不同的物理机制,毫秒脉冲星可产生与原子时尺度完全不同的另一类时间尺度.利用长期的脉冲星计时观测数据可建立综合脉冲星时间尺度,但通常脉冲星计时观测是非等间隔采样,并且有些脉冲星的观测间隔过长等,这些因素均对综合脉冲星时间尺度的产生造成很大的困难.因此,提出了一种新的算法来计算综合脉冲星时间尺度,即:首先选用三次样条插值方法进行内插,并使观测数据间隔均匀;其次采用Vondrak滤波方法对观测序列进行平滑处理并去除高频噪声;最后再利用加权算法产生综合脉冲星时间尺度.利用NANOGRAV(North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves)最新发布的长达9 yr的观测数据,计算得到了综合脉冲星时间尺度,它的长期稳定度(取样间隔大于1 yr)优于3.4×10^(-15).研究结果表明:这种方法可有效降低脉冲星计时残差中的噪声影响,同时可提高综合脉冲星时间尺度的长期稳定度.
文摘基于卫星导航双频时间传递型接收机的伪码观测量,利用国际全球卫星导航系统服务组织(International Global Navigation Satellite System(GNSS)Service,IGS)提供的高精度卫星轨道和钟差产品,实现了北斗全视法时间比对.以IGS提供的时间尺度为两个待比对站的公共参考时间,首先使用双频组合法消除电离层对伪距观测的影响,然后将对流层和地球自转效应带来的时延利用理论模型在伪码观测量中进行扣除,分别获得两个比对站时间与公共参考时间之差后,将2者再做差,便得到了北斗全视时间比对结果.以中国科学院国家授时中心(NTSC)、德国物理技术研究院(PTB)和西班牙海军天文台(ROA)所保持的国家标准时间作为比对对象,开展了长基线北斗全视时间比对试验,获得北斗全视时间传递结果,最后利用阿伦方差和时间方差两项关键性能指标以及卫星双向时间比对对其进行性能评估.结果表明:北斗全视时间比对的天稳为10-14量级,可以满足国际时间比对需求.
文摘基于软件接收机的卫星双向时间传递(Two-Way Satellite Time and Frequency Transfer based on Software Defined Receiver,SDR-TWSTFT)链路每秒采集测量数据后通过数学模型将原始数据拟合为300 s一组的观测文件,因此链路的时间传递结果受短期测量噪声和非模型误差的影响,呈现出一定的随机噪声的特征.提出了一种频域幅值分析方法,针对性地确定滤波因子,构造符合需求的低通Vondrak滤波器.通过对中国科学院国家授时中心(National Time Service Center,NTSC)和德国联邦物理技术研究所(Physikalisch-Technische Bundesanstalt,PTB)之间的SDR-TWSTFT链路测量数据的分析发现,该方法对过滤链路平均时间一天内的高频噪声有效,能够提高链路时间传递结果的可信度,同时滤波后链路的短期频率、时间稳定度也有了显著提高.
