原子钟在线监测评估方法设计

大型通信、测量电子系统一般配备2台或2台以上原子钟作为系统的时间、频率基准,互为备份构建主、备时频信号基准,以提高系统时频信号可靠性,保障系统连续运行。主备原子钟间虽然可通过相位比对、数据分析检测到原子钟工作状态异常状况,但是由于缺乏参考,难以通过时频系统本身区分故障来源,存在故障定位难的技术难点。针对这一问题,提出了一种基于中间振荡器的主、备用原子钟频率跳变检测、短期稳定度分析评估方法,为时频系统主、备用原子钟故障定位提供技术手段,提高时频系统故障判断准确性,并缩减系统故障定位、故障恢复时间。使用3台铷原子钟进行了测试验证,实验结果表明,该方法可实现时钟稳定度的评估,并可实现时钟频率跳变的故障定位。     

275km京沪光纤干线高精度时频传递研究

为实现准国土范围内高精度授时和守时,利用光纤传递铯钟、氢钟等高精度原子钟的时频信号,在实际光纤链路上验证其长距离传递性能。采用波分复用和双向双波长的传输方法,介绍了在275km京沪干线上实现高精度时频传递的相关工作。针对长距离光纤链路的特点,探讨了链路损耗与散射、色散与频率噪声、补偿系统动态范围和反馈带宽等对时频传递性能的影响。实验获得了频率信号的秒稳定度达5×10-14和天稳定度达7×10-18的传递性能,同时,千秒尺度下的时间方差可达2.4ps。     

《电讯技术》专题资料《时间频率技术》题要（一）

建设自主完善的时间频率系统是国运所系（王义遒） 从叙述时间频率是当代测量最为精密、准确的物理量,并可用电磁波传递标准信号的特点出发,概述了时间频率系统对于国家的政治独立和国防安全的重要意义,指出在精确打击时代,原子钟的作用不亚于原子弹。文中简单介绍了原子钟的工作原理、主要性能指标以及国际发展概况,对现在实用原子钟的工作与性能做了详细的描述,同时也指出了近年来国际上的发展方向。     

时频联合处理方法在地波高频雷达中的应用

一般采用时域或频域的方法对雷达信号进行分析。时频联合处理方法在时间-频率二维空间对信号的特性进行分析,从而进一步得到信号频谱分量在时间轴上的分布图。因此,对于具有时变频率分量的空中目标回波而言,时频联合处理方法是一种有效的分析方法。文中简要介绍了时频联合处理方法的基本方程,采用时频联合处理方法对具有多个频谱分量的混合信号、噪声加信号和高频雷达在强海杂波背景下的空中机动目标回波信号进行了分析和说明。结果表明,时频联合处理方法的应用能大大提高高频雷达对目标的探测能力。     

氢钟频移校准与相位无损切换

为满足VLBI等高精度空间测量技术对时间频率稳定度和准确度提出的更高要求,深空测控系统都配置了高性能的氢原子钟。但由于部件老化、环境变化等影响,氢原子钟输出频率会发生漂移变化,需要对此频移进行校准;同时备份原子钟需要追踪并保持与主钟的输出相位一致,必须进行相位的无损切换才能保障时频信号的连续性。分析了氢原子钟的工作原理和调频移相技术,设计了一种氢钟追踪外部授时系统进行频率漂移校准、主备钟相位无损切换的工程实施方法。应用结果表明,72 h测试时间内,与GPS相比,氢钟的稳定度由原来1.1×10-13提高到3.2×10-14,主备氢钟相位差由原来1.03o减小至0.08o,满足了VLBI长时间高精度测量的精度需求。     

高频雷达机动目标的时频图像处理方法研究

高频雷达机动目标检测实为复杂外部环境和强地海杂波下的非平稳弱信号处理,针对非平稳特征提出了基于时频分析和图像处理的方法.首先应用时频分析方法得到机动目标的时频谱,进而在时频谱上进行频率维的恒虚警检测并形成目标像、在时间维应用区域生长技术提取目标的速度时变脊线.时频图像处理方法经频率维和时间维的多级处理、在保证系统检测性能的情况下可精确提取机动目标的速度时变信息.实测数据的处理验证了其有效性.     

基于时频矩阵局部对比度的跳频信号参数估计

为了提高低信噪比下跳频信号参数估计性能,提出了一种基于时频矩阵局部对比度的跳频信号参数估计算法。根据跳频信号和噪声的时频分布不同特点,利用时频矩阵在不同尺度滑窗下的局部能量对比值均值,得到多尺度局部能量对比特征矩阵,通过此特征矩阵和自适应阈值分离得到仅保留了跳频信号时频信息的时频矩阵P。然后从P中提取时频跳变信息,精确估计跳频信号的跳频周期、起跳时间和跳变频率。仿真结果表明,与传统局部对比度（local contrast measure,LCM）法及形态学滤波法相比,本文算法具有更好的跳频信号提取效果和更高的参数估计精度,其有效性与实用性在DSP+FPGA的硬件系统上得到了测试验证。     

具有高阶运动的机动目标微多普勒信号提取方法

分析了高机动运动目标的雷达回波,针对目标回波的时频分布呈曲线的特点,提出一种基于经验模态分解的运动补偿方法.该方法通过提取目标瞬时频率的趋势项对目标整体平动多普勒进行估计,实现目标平动的补偿和微多普勒信号的提取.由于经验模态分解的自适应特性,该方法并不需要对目标的运动进行建模,不涉及目标运动参数估计.基于仿真和实测数据的实验结果表明:该方法对机动目标的平动具有较好的补偿效果,适用于机动目标的微多普勒信号提取.     

分布式探测系统的时频同步方法研究北大核心CSCD

时频同步是分布式探测系统中的关键技术之一。文中首先分析了分布式探测系统两种典型的处理方式对时频误差的要求,提出了一种利用卫星电视信号传递时间和时频同步的方法,介绍了其基本原理、系统构成等;随后提出了基于卫星信号传递时频信息的分布式探测系统,阐述了利用时频同步信息进行收发节点控制的原理;最后通过构建一发三收的仿真场景,利用工程上可实现的时频精度,给出不同误差条件下的相参、非相参处理结果。结果表明,利用卫星电视信号传递时频信息可以应用在分布式探测系统中,能够获得非相参处理的效益。     

时频平面分析非平稳信号的研究进展

时频平面是研究非平稳信号的有力工具，早期采用的主要是短时傅氏变换（ＳＴＦＴ）和Ｗｉｎｇｎｅｒ－Ｖｉｌｌ分布（ＷＶＤ）等。近年来，非平稳信号研究受到广泛关注，在时频平面分析方面取得了新进展，本文简单介绍了时频分布的特点，指在时频分布研究中存在的问题与发展趋势。     

基于BP神经网络的高精度本地多基准时钟合成算法研究

解决基于单个原子钟的系统频率准确度难以突破10^-12量级,基于多基准时钟合成算法的系统无法同时显著改善时钟的长期稳定性和短期稳定性,难以满足未来诸多领域超高精度时钟同步需求的问题,本文将多基准时钟合成算法和神经网络算法相结合,提出一种基于误差逆传播算法神经网络（BP神经网络）的本地多基准时钟合成算法,可以同时改善时钟源的短期和长期稳定性.     

5071A铯原子钟的铯束管替代研究

铯原子钟是罗兰 C 系统建立和维持高精度时间系统的关键设备，其性能直接影响所建立系统的准确性和稳定性。本文比较了美国5071A磁选态铯原子钟铯束管10890A与国产4510A 磁选态铯束管的各个接口，对工作原理、技术特点、主要技术指标和测试结果进行了分析。     

星载MEMS原子钟稳频系统的优化及实验研究

简要介绍CPT原子钟工作原理,讨论原子频标的两个重要指标：短期稳定性和频率漂移。对CPT原子钟的锁频伺服控制电路进行系统分析和优化设计,并通过饱和吸收稳频实验验证所设计伺服控制电路的稳频性能．100s的频率稳定度达到1．6×10^-12,有望进一步提高频率稳定性。     

时间尺度的多分辨率综合

本文根据小波分析的基本原理,对原子钟信号进行多分辨分解,将分解后的小波变换系数进行加权平均,得到不同小波尺度综合原子时的加权平均小波变换系数,然后由小波变换的重构条件,反演综合时间尺度,由于对原子钟信号进行小波分解,利用不同尺度的小波变换系数的小波方差进行加权平均,这样既要考虑不同原子钟在稳定性方面的差异,又顾及同一台原子在钟在不同小波尺度的变化特性,最后根据陕西天文台国家授时中心的实测数据对这种     

一种增强型PTP光纤级联精细时频同步方法

该文提出了一种增强型PTP光纤级联精细时频同步方法,该方法以PTP同步技术为基础,结合同步以太网时钟传递技术和基于数字双混频时差法的多级级联精细时钟同步技术,对PTP技术进行改进和增强,然后基于该方法,通过多级时频设备光纤级联的形式实现多节点、大跨度、网络化的时频信号传递与同步输出,并解决多级级联情况下同步精度会逐级恶化的问题,实现ns量级的系统时间同步精度,保证系统各环节在高度统一的时间尺度下进行高效同步与联动工作。通过设计、试验,验证了该方法的可行性和有效性。     

一种增强型PTP光纤级联精细时频同步方法

该文提出了一种增强型PTP光纤级联精细时频同步方法,该方法以PTP同步技术为基础,结合同步以太网时钟传递技术和基于数字双混频时差法的多级级联精细时钟同步技术,对PTP技术进行改进和增强,然后基于该方法,通过多级时频设备光纤级联的形式实现多节点、大跨度、网络化的时频信号传递与同步输出,并解决多级级联情况下同步精度会逐级恶化的问题,实现ns量级的系统时间同步精度,保证系统各环节在高度统一的时间尺度下进行高效同步与联动工作。通过设计、试验,验证了该方法的可行性和有效性。     

浅析移动通信技术之伪卫星时间同步法

码分多址(CDMA)是一种由数字扩频通信技术发展而成的无线通信技术,其通过码序列相关性来实现多址通信。CDMA技术最初因战争需求进行研发,用于军事抗干扰通信之中,后被美国高通(Qualcomm)公司应用在商用蜂窝移动通信系统,CDMA技术自此快速发展,应用于多个领域场景。介绍的这种伪卫星定位系统时间同步方法便是基于CDMA这种移动通信技术发展而来,此时间同步法使地基伪卫星在不需要昂贵的原子钟做原子时间标准,不需要全球卫星导航系统做时基和不需要任何的差分校正技术的情况下,使地基伪卫星定位设备自主地时间同步到统一系统时基。     

卡尔曼滤波在原子钟驯服中的应用

利用授时型接收机的秒信号驯服原子钟,可以提高原子钟的长期稳定度。由于接收机受各种噪声的影响将导致得到的铷钟相对于星钟频差数据不精确。本文设计了一种应用于校频系统的卡尔曼滤波算法,卡尔曼并采用FPGA内嵌ARM处理器对算法进行了验证,多次采样的数据滤波处理得到了满足要求的频差数据,为校准铷原子钟创造了条件提供依据。     

遮挡环境下原子钟和气压测高仪辅助北斗定位方法研究

在城市峡谷等遮挡环境下,接收机无法连续进行定位解算;并且高程定位精度不能满足用户在立交桥或者盘山公路等环境下的定位需求。在接收机内使用原子钟,可以利用原子钟的高稳定性,对钟差进行高精度的预测。并通过与气压测高仪共同辅助北斗系统定位,可以有效提高接收机的定位精度和连续性;该文首先理论分析了原子钟和气压测高仪辅助定位算法;然后,提出一种气压测高仪初始化校正方法,并通过对钟差噪声类型的分析确定了钟差预测方法;最后,模拟遮挡环境,进行原子钟和气压测高仪辅助北斗卫星导航系统定位试验,并分析了定位结果。结果表明:仅跟踪两颗可见卫星,便可以进行定位解算,并且垂直方向上的定位误差从8.2 m (RMSE)下降到了5.2 m,定位结果的波动从4.6 m下降到了0.8 m。     

卫星导航系统星载钟时域频率稳定度探讨

介绍了四大卫星导航系统采用的时间系统，分析了频率标准的时域频率稳定度研究内容、研究方法，推导了其实用计算方法和公式，主要对近十年以来研究 GNSS 星载原子钟频率稳定度的测算数据进行了梳理和归纳总结，对比分析了各个导航系统星载原子钟的频率稳定度， 综合数据表明大部分星载钟天稳均可达到 10-14量级，其中 GPS 星载铷钟和 Galileo 星载 PHM 钟稳定性最好。