[01919758]时频系统实时在线计量校准方法研究

本项目要对时间频率进行测量，根据时间频率量值传递基本方法， 可采用直接与已知的标准信号进行比较和通过接收机接收参考标准 信号然后比较两种方法。要实现时间频率的计量校准，根据相关国军 标规定，在对频率稳定度进行测量时，标准频率源的频率稳定度应优 于待测频率源频率稳定度的3 倍，对频率准确度、频率漂移率等其它 指标进行测量时，标准频率源的相应指标应优于待测频率源一个数量 级。据此要求，我们拟研制基于卫星共视的远程时频计量校准平台， 共视主站外接国家授时中心钟房主钟信号，共视副站外接一台铷原子 钟，根据时间频率量值传递要求，通过共视接收系统接收 BDS/GPS 卫星信号，一方面通过 BDS/GPS 共视比对实现对时频设备的校准。 另一方面可利用共视比对数据对副站的铷原子钟进行驯服，使其通过 BDS/GPS 共视比对同步到 UTC(NTSC)，作为待测时频系统远程在线计 量校准可靠的参考频率源。

时频系统实时在线计量和校准示意图如图 1 所示，时间频率基准 采用中国科学院国家授时中心保持的标准时间和标准频率，在国家授 时中心放置卫星共视设备和卫星双向设备，在主要节点的时频系统放 置卫星双向设备，在次要节点的时频系统放置卫星共视设备，使各个 时频系统与国家授时中心之间建立远程的高精度时间比对，然后根据 钟差比对结果完成时频系统的远程实时在线计量和校准功能。

图 1 时频系 统实时在线计量和校准示意图

时频系统实时在线计量和校准装置包括 GNSS 接收机模块、卫星 双向传递终端设备、卫星共视比对数据处理软件、卫星双向远程比对 数据处理软件及远程在线计量和校准软件，接收机天线等模块组成。

时间频率源远程校准采用共视比对法，原理如图 2 所示。主要指 标包括频率准确度和频率稳定度、频率漂移率。

图 2 共视比对法原理框图

本项目中远程用户时频系统本地时间向 UTC（NTSC）（或 UTC （CMTC））的溯源采用 BDS/GPS 共视时间比对与传递方法实现。卫 星共视比对数据处理软件最后将 GNSS 卫星的星历数据、电文信息、 相位测量值、GNSS 共视数据及共视比对结果以文字、图形显示。

我们利用已有条件搭建了如图 3 所示的卫星双向高精度时间比 对与传递平台的调制解调器部分，并进行了 100 米电缆自环试验，得 到了初步结果。

图 3 卫星双向高精度时间比对与传递平台的调制解调器

关键技术

本项目涉及到的关键技术包括以下七个方面：

（1）时频系统的溯源方法

（2）单点对多点的远程实时在线计量技术

（3）单点对多点实时在线计量和校准的 C/S 结构设计

（4） 自适应同步校准驯服算法

（5）多线程技术研究

（6）时频系统实时在线计量和校准系统

（7）基于 UTC（NTSC）远程时频校准方法