远程时间传递与溯源方法、装置及体系

为解决法定时间量值的远程传递问题,填补可溯源的时间标准及时间计量器具的空白,研究了远程时间溯源方法,参考原子时标国家计量基准(UTC(NIM)),利用GNSS时间频率传递方法,通过驯服铷原子钟、铯原子钟和氢原子钟,研制了远程时间溯源装置NIMDO,基于装置初步构建了远程时间溯源体系。通过多种实验验证,装置在远程端实现了一个高性能的时标,实时与UTC(NIM)驯服同步,相当于在远程端以一定的时间和频率偏差复现了UTC(NIM),超过90%的时间NIMDO与UTC(NIM)的时间偏差优于±10 ns、频率偏差优于±1×10-13,在87%以上的情况时间偏差保持在±5 ns内。     

基于NIMDO的精密时间频率溯源系统

高准确度的时频传递系统是时间频率服务的重要组成部分,是连接我国时间频率基准到各级标准及时间频率用户之间的桥梁,对国民经济和国防建设有着举足轻重的作用。利用中国计量科学研究院研制的远程时间溯源装置—NIMDO,基于GNSS时间频率传递的可准实时验证的溯源或授时技术,建立精密时间频率溯源系统,实现远程时间频率源与原子时标国家计量基准UTC(NIM)的比对。通过系统验证及分析,NIMDO与UTC(NIM)时间偏差测量结果 78.17%在±5 ns以内,相对频率偏差(一天平均)测量结果 88.49%在±1×10~(-13)以内。结果表明验证系统解决了精密时间频率溯源和同步问题。     

基于NIMDO及光纤传递的高精度时间同步系统研究

针对公安交管部门对时间同步的需求,研究和设计了一种高精度的时间同步系统。该系统基于NIMDO进行卫星共视数据比对,实现时间标准向基准的实时溯源、实时同步,并结合光纤传输技术、精确时间协议和网络时间协议,向公安交管部门进行城域分级时间传递。通过对系统进行验证及分析,NIMDO与UTC(NIM)时间偏差测量结果中90.53%在±5ns以内,98.60%在±20ns以内;系统中时钟单元与时间标准的时间偏差在单纤双向传递时测量结果为-4.45~4.85ns,在双纤双向传递时测量结果为5.01~24.99μs,在采用网络时间协议时的测量结果为0.64~4.60ms。结果表明该系统解决了时间溯源和同步问题,可为其它领域的时间同步提供参考。     

青岛远程时间频率溯源传递系统及其应用

青岛市计量技术研究院以可信的时间频率标准装置(NIMDO)为核心,建立了高准确度的远程时间频率溯源系统,实现了时间频率实时溯源至原子时标国家计量基准UTC(NIM)。整个系统与UTC(NIM)的时间偏差在±6ns内,时间稳定度(1天)优于0.3ns,频率稳定度(1天)优于5e-15,具有较高的稳定性和准确性。同时,利用远程时间频率溯源传递系统,可为交通、电网、电力等众多行业提供授时及检定、校准、测试服务。     

基于NIMDO的时间服务器产品验证测试方法

为满足生产制造厂家在时间服务产品的设计开发、产品定型、出厂检验等过程中对高精度关键指标测试检验的需要,基于同步至UTC(NIM)时间频率源—NIMDO的远程实时溯源,设计了高精度的时间服务器产品性能验证测试方法。对采用逐步取模补偿的晶振驯服算法的时间服务器进行测试,当使用不同性能的GNSS接收模块A和B作为外部参考时间源时,利用设计的测试方法得到时间服务器与NIMDO的平均时间偏差分别为8.6 ns和2.8 ns,符合产品系列化标准型和高端型关键指标要求。     

基于NIMDO时间频率计量标准的构建

传统时间频率计量标准中多由铷原子频率标准或高稳晶振提供参考频率,铷原子频率标准等需定期向上一级计量标准溯源,溯源过程检定周期长且仪器在送检过程中易受损。提出以时间频率标准装置(NIMDO)为核心的远程时间频率溯源系统,实现时间频率实时溯源至原子时标国家计量基准UTC(NIM),以NIMDO作为参考频率源,构建众多时间频率领域内的计量标准,形成从国家计量基准到工作计量器具的三级溯源体系。     

地方时间标准建立方案的研究

为满足卫星导航产品的检测需求,提出由国家时间基准驾驭的地方时间标准的建立方案,建立GPS共视法时间传递系统。通过数据比对使本地原子钟溯源到中国计量院的时间基准UTC(NIM),对比对数据用Vondrak平滑法进行滤波,并剔除异常数据。研究了影响比对精度的因素,包括:双频实测电离层时延,天线坐标设为固定模式,仰角选择30°以上计算,进一步提高了比对精度。作出预估方程,实现了实时的量值传递。实验结果表明,生成的地方时间标准与国家时间基准同步在±10 ns以内,并且提高了时标的准确性和稳定性。     

时间频率远程校准在电力系统中的应用

随着我国电力科技的不断发展,很多电力系统机构使用的时间频率标准,需要获得更高精度的时间标准源进行时间频率比对来保持原子钟的准确运行,因而对其进行远程校准、时间频率量值溯源同步和实效提出了要求。针对上述问题,通过分析电力系统对时间频率量值需求和研究技术现状,提出了基于导航卫星共视的GNSS时间频率传递方法,解决了时钟远程校准的问题;设计了可及时溯源到国家时间频率基准的电力系统远程时间频率溯源体系,明确了依据时间频率传递方法的具体实施方案和数据处理过程。通过对时间频率标准装置与国家基准UTC(NIM)共视数据的分析,研究结果表明时刻偏差绝对值(1天平均)不大于10 ns,解决了溯源的同步性和时效性的问题。     

基于NTP的停车场时间同步系统研究与设计

针对停车场计时收费系统的时间同步和监测问题,设计了一种基于NTP的停车场时间同步系统,将停车场计时收费系统的时间同步并溯源至UTC(NIM),并对网络时间协议的滤波算法进行优化,降低网络链路不对称所造成的影响,同步后的平均时间偏差减少了 2.62 ms.该系统运行在μC/OS实时操作系统上,采用网络时间协议并通过4G无线传输的方式与标准时间实时同步,再将同步后的时间通过总线或以太网传递给停车场计时收费系统,同时将时间偏差上传至监测平台,有效解决了停车场计时收费系统的时间同步问题.     

时间溯源在汽车充电桩测试仪计量中的应用

如今越来越多的新能源汽车充电桩测试仪提供了时间校准的功能,但此功能暂未实现溯源,无法保证向下传递时间的准确性。借助能实时溯源到UTC(NIM)的远程时间频率溯源系统,实现对新能源汽车充电桩测试仪的准确时间溯源,同时根据不同的时间差及时间准确度要求,使用不同的方法实现最高为毫秒级别的溯源,其扩展不确定度为0.18 ms。     

基于北斗短报文通信的NIMDO方案设计与实现

作为地面通信手段的备份,也为了提供更可靠的时频传输路径,提出了一种基于北斗短报文通信的NIMDO方案,并设计了一套使用更可靠通信的远程时间溯源装置,利用北斗短报文通信传输参考端的时频数据,客户端解析时频数据并完成对客户端NIMDO的驯服。实验结果表明:在短基线条件下,基于北斗短报文通信的NIMDO方案实现了远程时间精确溯源,客户端与参考端间的溯源偏差优于±4ns,溯源偏差的不确定度为3.6ns。     

河南远程时间频率溯源站系统研究与建设

利用GNSS技术,建立河南远程时间频率传递及溯源应用示范站。采用GNSS共视法,搭建可实时溯源至国家原子时标基准的卫星导航时间频率应用平台,建立河南省级时间标准,实现时间频率的远程传递及溯源,时刻偏差绝对值(1天平均)不大于10 ns,溯源(偏差)标准不确定度不大于10 ns,为社会提供高精度的时间频率标准服务。     

光纤远程溯源系统的设计与实现

为了满足高精度远程溯源需求,设计和实现了一种基于光纤的远程溯源系统,根据光纤双向时间传递的高精度、高稳定的优点,将本地时间源的时间向远端高基准时间源进行溯源,系统还采用了主备路双路备份机制,保证了系统的可靠性。通过实验验证,基于光纤的远程溯源系统能够达到时差保持在2ns以内,日频率稳定度在7×10^-15内的溯源效果,同时采用本系统的主备路时间同步技术,能够实现主备路时差控制在0.5ns以内。     

NIST时间频率溯源链的重要特征与思考

对NIST的时间频率溯源链的重要特征给予述评。介绍NIST的宗旨、任务,阐述了溯源链的含义、意义和标准时间的保持、控制和频率基准在守时中的重要作用。给出授时系统溯源链方块图和性能指标。说明了NIST时间频率标准和国际原子时(TAI),世界协调时(UTC)之间的统一关系。并对建立我国的独立自主的原子时频标准系统进行了讨论。     

基于NIMDO的时间频率远程校准应用研究

随着智慧交通的不断推进,高准确度的时间和频率的需求也逐渐提高,目前高性能原子频率标准在计量行业内得到广泛应用,针对原子频率标准的远程校准的需求也日益增加。以NIMDO作为参考时间频率源,通过远程校准的方式对NTP和铷原子频率标准进行校准,解决了交通领域中时间的溯源性问题,为测量结果提供法定依据,极大的提高了校准效率。     

紫外辐射照度计国内量值比对评述

讨论了紫外辐射照度计标准装置的组成和工作原理,通过实验比对测试证明它具有良好的溯源性和稳定性.江苏省计量院(JSMI)在紫外A1波段320～390nm、C波段:253.7nm,通过与中国计量院(NIM)的比对结果,相对偏差分别仅为-0.84%,0.22%.本次国内量值比对体现了我国紫外辐射照度量值传递的准确一致,保证国...     

光谱辐射亮度国际比对与结果分析

基于高温黑体辐射源BB3500M,中国计量科学研究院(NIM)自主研制了第四代光谱辐射亮度国家基准装置,波长范围覆盖220~2550nm,以稳定的钨带灯作为传递标准,改善了测量不确定度。黑体辐射源的温度测量溯源至Pt-C和Re-C固定点黑体,在3021 K采用WC-C固定点黑体进行验证,NIM和全俄光学物理计量院(VNIIOFI)之间的测量偏差小于70 mK。采用新基准装置,NIM参加了光谱辐射亮度国际APMP-PR.S6比对。NIM研制了两套入射光学系统,成像倍率分别为0.58和1.00,立体角为0.006sr和0.008sr,采用两套系统复现光谱辐射亮度量值的差异小于±0.40%。APMP-PR.S6比对结果表明:在紫外、可见和近红外波长范围,NIM与参考值的平均相对偏差分别为0.59%、0.44%和0.34%。全部波长范围的平均相对偏差0.46%。在250nm、400nm、800nm、2500nm波长,光谱辐射亮度的测量标准不确定度分别为0.95%、0.50%、0.41%和0.80%。从而验证了第四代光谱辐射亮度国家基准装置的准确性和可靠性。     

建设中的国家时间频率中心贵州应用中心

正一、建设背景贵州省计量测试院于2015年初与中国计量科学研究院共同承担质检总局量值传递项目《远程时间溯源体系研究》。作为时间溯源体系建设中被确定的全国三家试点单位之一,贵州省计量测试院高度重视该项目,在人员配备和资金支持等方面做了大量准备工作。2015年7月,中国计量科学研究院时间频率计量研究所科技人员在我院共同完成了远程时间频率事后及实时校准装置(UTC     

国际检验医学溯源性大会在京召开

本刊讯(记者李项华) 10月16日,国际检验医学溯源性大会在北京召开.该会由国际检验医学溯源性联合委员会(JCTLM)主办,中国计量科学研究院(NIM)和美国国家标准与技术研究院(NIST)共同承办,全国临床医学计量技术委员会协办.来自国内外医疗卫生系统、计量系统的200多位专家学者参加了会议.该会是10月14～19日在北京召开的第11届亚太临床生化大会(APCCB)的组成部分.     

一种由NIM5铯喷泉基准驾驭实现的独立时标TA（NIM）

原子时标TA（NIM）是一个独立时标,其频率由NIM5铯喷泉基准驾驭。产生时标的主钟是一台主动型氢原子钟,铯喷泉基准定期对其测量和校准。时标算法通过预估氢钟将来的频率,补偿过去预估频率与校准频率之差,并评估无校准数据期间的氢钟频率,最终尽可能实现TA（NIM）的频率与NIM5铯喷泉基准保持一致。2007年8月,TA（NIM）开始试运行,2008年6月正式运行。1年多来的数据分析表明,TA(NIM)运行连续可靠,与TAI间的时间稳定度(5天)达到1.2 ns,相对频差为2.0×10^-15。