基于最优控制理论的国产光抽运小铯钟频率控制算法

原子钟频率控制是时间保持工作中的关键技术.当前守时工作中的频率控制主要针对国外微波钟采用开环控制算法,但由于国产光抽运小铯钟(下称国产钟)的工作原理和性能不同于国外同类型原子钟,因此该算法不能很好适应国产钟.为了提升我国标准时间的自主性和安全性,本文基于国产钟的噪声特性,在最优控制理论的框架下研究了线性二次高斯控制算法,该算法属于闭环控制算法,从同步时间、频率控制准确度和频率控制稳定度方面研究国产钟性能,最后分析了不同控制间隔对国产钟性能的影响.结果表明随着二次损失函数中约束矩阵W_(R)的增大,同步时间延长,控制准确度降低,控制短期稳定度提高.W_(R)相同情况下,随着控制间隔的增大,同步时间延长,控制准确度降低,控制短期稳定度提高,对于W_(R)=1时,控制间隔为1 h的同步时间为5小时,控制准确度为1.83 ns,1 h的Allan偏差为1.81×10^(-13);控制间隔为8 h的同步时间为28 h,控制准确度为4.48 ns,1 h的Allan偏差为1.48×10^(-13).控制国产光抽运小铯钟的中长期稳定度都得到提高.

光钟与氢钟联合的时间尺度算法研究

光钟的频率稳定度和不确定度达到了10-18量级,使其有望成为下一代的时间频率标准,并可能用来重新定义国际单位“秒”.时间尺度作为准确、连续标记时间流逝过程的基准,是高精度时间产生的基础.时间尺度的产生需要依赖连续稳定运行的原子钟,而光钟作为实验室原型设备,一般不能连续运行,因此光钟参与时间尺度计算是个难点问题.提出将Vondrak-Cepek组合滤波算法应用在光钟与氢钟联合计算的时间尺度,以解决间歇运行的光钟参与时间尺度计算的难点问题.首先利用氢钟的时差数据,采用ALGOS算法计算获得连续稳定的氢钟时间尺度.其次利用Vondrak-Cepek组合滤波算法将氢钟时间尺度与光钟的数据综合,获得光钟参与计算的联合时间尺度.最终试验结果证明, Vondrak-Cepek组合滤波算法有效提升光钟与氢钟联合时间尺度的性能,该时间尺度与协调世界时(Coordinated Universal Time, UTC)的时间偏差达到亚纳秒量级.

基于低通滤波器的原子钟时差测量数据降噪处理及其性能分析

时间间隔计数器是守时中获取原子钟比对数据最常见的比对设备,但其获取的比对数据会受硬件性能、被测信号质量和测量方法的影响,在测量脉冲信号之间的时间差时,引入一定的不确定度。直接使用原始数据对原子钟中短期稳定度评估可能会带来不可忽略的影响,简要分析了经Savitzky-Golay滤波器降噪后的计数器测量噪声与频率稳定度之间的关系,并结合K折交叉验证方法确定了滤波器各项参数,以避免滤波失真。实验表明在滤波器多项式阶数为2,窗口宽度为141时,所获得的时差数据滤波后能够准确反应被测原子钟平均时间为100 s及以上的频率稳定度,为准确评估原子钟的短期稳定度提供了一种有效的数据处理方法。

海港口岸无接触式检疫模式研究

随着海港口岸业务量的不断增长和口岸新冠疫情防控的持续推进,海港口岸原有检疫监管模式面临无法有效防范疫情防控安全风险、难以适应长效化保通保畅要求、不断加剧检力资源紧张矛盾等问题。习近平总书记指出:“最终战胜疫情,关键要靠科技”,在新冠疫情防控背景下,应用科技手段创新海港口岸检疫模式具有重要现实意义。本研究旨在按照海关总署精准检疫工作要求,积极探索建立海港口岸无接触式检疫模式,为更加精准高效做好常态化疫情防控工作奠定基础。该模式包括远程检疫、方舱检疫和视频监控等方面,主要内容可概括为“三远四近一监控”,打造“六优六零”工作特色,最终实现管理规范化、操作标准化、装备智能化、应用数字化以及科技防疫、精准检疫等目标。

北斗测距信号评估与精密单点定位应用研究

随着全球导航系统的建设和发展应用,我国北斗导航系统也开始逐步向全球用户提供高质量的定位、导航和授时服务。基于我国时间基准UTC(NTSC)系统,开展北斗导航系统测距信号评估与精密单点定位(PPP)应用研究。通过实测数据首先分析北斗测距B1、B2频点的信噪比以及周围观测环境所引起的多路径影响。同时,讨论了北斗精密单点算法,并利用实测数据以及GNSS服务中心IGS国际多模GNSS实验工程(MGEX)提供的精密轨道和钟差产品进行精密定位解算。结果表明,B2频点信号的接收性能优于B1频点,北斗精密单点定位计算的结果在X、Y、Z 3个方向上的误差基本保持在cm级,解算的本地时相对于IGST偏差的频率稳定度短稳达到了10^(-14)量级,与全球定位系统(GPS)精密单点定位性能基本相当,表明我国北斗系统可用于ns级高精度时间传递。

基于北斗共视的国际时间比对研究

基于全球卫星导航系统的时间比对是当前国际标准时间产生过程中的主要技术之一,美国的GPS和俄罗斯的GLONASS系统都已被国际权度局正式列为国际标准时间比对的手段。为促使北斗尽早加入国际标准时间的计算,中国科学院国家授时中心和瑞典国家技术研究院以及比利时国家天文台等欧洲守时实验室在全球卫星导航系统时间比对标准的框架下,基于上述3个守时实验室各自保持的各国时间基准系统,利用北斗伪码实测数据,在国内外首次开展了北斗卫星导航系统亚欧长基线高精度共视时间比对试验。结果表明,该试验中北斗零基线共钟比对结果的标准偏差（STDEV）优于1 ns,亚欧长基线北斗共视时间比对STDEV优于2.5 ns,天稳可达10-14量级,这与GPS共视性能基本相当。表明我国北斗卫星导航系统现已可用于纳秒级高精度时间传递与远距离时间比对,该试验的完成为北斗正式纳入国际标准时间的计算提供了技术支持。

原子钟噪声误差估计方法研究

给出了原子钟不同噪声的模拟方法.研究了利用马氏过程理论模拟原子钟的频率闪变噪声,利用维纳过程理论估计频率白噪声的最大区间误差的方法.结合国家授时中心时频基准实验室9台铯原子钟的运行情况,估计了幂律谱模型的噪声系数,并根据噪声模型进行了仿真,最后得到了这9台铯原子钟的频率白噪声产生的最大区间误差估计.

北斗卫星天线相位中心改正在PPP中的应用研究

基于我国时间基准UTC(NTSC)系统,开展北斗天线相位中心(APC)改正在精密单点定位(PPP)以及高精度时间比对中的应用研究。通过接收机实测的北斗数据以及国际GNSS服务(IGS)中心提供的北斗精密钟差产品、轨道产品和IGS发布的多系统APC改正文件,进行北斗精密单点定位数据处理。结果表明,APC改正前后的精密单点定位X、Y、Z 3个方向上的误差均方根分别为0. 011 0、0. 021 2、0. 009 5 m以及0. 002 6、0. 007 1、0. 003 7 m,可以看出修正后的定位精度具有明显的提高。同样在零基线共钟时间比对以及远距离时间比对方面,两接收机同源零基线比对结果的标准偏差由未进行APC修正前的0. 148 2 ns降到修正后的0. 093 0 ns;远距离高精度时间比对结果的标准偏差从修正前的0. 302 9 ns降低到修正后的0. 266 8 ns,时间比对的短期稳定度也有所提高。因此,随着北斗系统的建设以及国际GNSS服务分析中心的相关北斗精密产品的不断完善,北斗的服务精度将越来越高。

4个CIMMYT玉米热带种质直接利用潜力的初步研究

参照NCⅡ设计,采用基于混合线性模型的遗传分析方法,对4个CIMMYT群体进行了群体遗传效应与应用潜力分析。结果表明,4个群体与5个测交系共20个组合的平均单株产量中有13个超过对照川单25;StayGreen-Y群体的加性效应显著高于Tuxpeno、Pool26、Pob25群体;且StayGreen-Y与Mo17和掖478之间具有显著的杂种优势。进一步根据StayGreen-Y群体内的单株遗传效应分析,鉴定出了加性效应值较高的单株用于自交加代。

中国城镇居民收入和消费的协整分析

本文利用误差修正模型对中国城镇居民收入和消费进行协整分析。通过协整分析实证分析了中国城镇居民消费和收入之间的短期波动和长期均衡关系。实证分析的结果表明中国城镇居民家庭实际收入和实际消费之间存在长期的协整关系,当期收入和长期均衡对居民消费都具有较强的制约作用。在长期中,收入增长是制约居民消费增长的重要因素。

收入分配对中国城镇居民消费需求影响的实证分析

实证研究表明,我国收入差距与总消费是负相关的,即缩小收入差距的收入分配政策将提高总消费。因此,我们应在不损害效率的前提下,缩小收入差距,提高低收入阶层居民的收入,努力促进中等收入阶层的扩大,逐步形成低收入阶层和高收入阶层所占比例均较小的“橄榄形”收入分配格局。

北斗亚欧共视时间比对试验

远距离时间比对是协调世界时(UTC)和国际原子时(TAI)产生过程中的重要环节。在UTC/TAI计算时,现主要使用如下国际时间比对手段:基于通信卫星的双向时间比对(TWSTFT)、基于GPS的全视和精密单点定位以及GLONASS的共视时间比对。北斗卫星导航系统是我国独立自主开发的全球卫星导航系统。现虽已在亚太地区实现了很好的卫星覆盖,但在欧美地区可视卫星数目仍然有限。尽管如此,利用4颗左右的亚欧大陆共同可视北斗卫星,采用北斗共视法获得了亚欧大陆间2～4ns的长基线国际时间比对结果。该次试验为北斗参与UTC/TAI的计算提供了有力的技术支持,对于北斗拓展应用具有重要的意义。

中日贸易对中国经济增长作用的实证分析

日本是中国最大的贸易伙伴国,中国正式加入WTO为进一步发展和扩大中日双边贸易关系提供了良机。通过对中日贸易与中国经济增长关系实证分析,验证中日贸易对中国经济增长所起的作用。结果证明,中日贸易不仅促进了中国GDP总量的增长,而且通过加速中国产业结构调整对中国经济增长做出贡献。

利用AM22进行国际卫星双向时间频率传递

2016年2月,中国科学院国家授时中心和德国物理技术研究所利用俄罗斯AM22卫星重新开通了已停止两年六个月的欧亚卫星双向时间频率传递链路。为降低该时间传递链路的不确定度,利用国际权度局的GPS移动校准站对其进行了直接校准,使其总不确定度达到了1.5 ns。选取2016年8月中国科学院国家授时中心和德国物理技术研究所的国际卫星双向比对数据对其分析,结果表明:利用AM22通信卫星实现的欧亚卫星双向时间比对链路1 d内的频率相对不确定度和时间不确定度分别可以达到10-15和1 ns。

北斗三号新信号体制共视时间比对

为促使北斗系统特别是北斗三号系统尽早加入国际原子时计算,利用中国科学院国家授时中心以及捷克无线电工程和电子学院两个守时实验室接收机产生的北斗三号新信号体制观测数据,开展基于北斗三号新信号体制共视时间比对试验。结果表明,北斗三号信号的多路径噪声影响小于北斗二号信号,且信噪比优于北斗二号信号。对比已有的研究,北斗三号新信号体制(B1C和B2a)共视时间比对的噪声相对于北斗三号卫星播发的北斗二号兼容信号体制(B1I和B3I)有较大的改善,其结果与GPS、Galileo共视比对结果相当,且在零基线共钟比对中,基于北斗三号新信号体制比对钟差的标准偏差相对于北斗二号信号提高了40%以上;利用北斗三号新信号体制共视得到的亚欧两地钟差噪声小于北斗二号信号,且比对钟差的稳定度相对于北斗二号提高了10%以上。该试验也可为北斗三号时间比对纳入国际原子时计算提供相关的研究基础。

基于条件平差的卫星双向时间传递链路性能优化方法

卫星双向时间传递(Two-Way Satellite Time and Frequency Transfer, TWSTFT)是目前精度最高的时间传递方法之一,同时也是参与国际原子时计算的守时实验室之间比较原子时尺度的一种主要方法.提高TWSTFT链路的短期稳定度,降低周日效应对链路时间传递结果的影响,对优化TAI (International Atomic Time)的性能具有现实意义.提出了一种基于条件平差的TWSTFT链路性能优化方法,先依据TWSTFT链路测量噪声水平与谱分析结果建立TWSTFT链路性能优化网络(简称优化网络),再根据优化网络中各链路测量噪声分析结果设置权系数阵,建立条件平差模型.选取亚太地区的中国计量科学研究院(National Institute of Metrology, NIM)-中国科学院国家授时中心(National Time Service Center, NTSC)卫星双向时间传递链路作为待优化链路,以NTSC、NIM以及德国联邦物理技术研究所(Physikalisch-Technische Bundesanstalt,PTB)之间的TWSTFT链路组成优化网络,对优化网络的组网方法和条件平差模型进行实验验证.结果表明,平差后待优化链路短期稳定度得到了改善,同时其受周日效应的影响降低了约24.6%.使用该方法,能够有效提高待优化链路的时间传递性能.

数据包络分析在老年2型糖尿病经济学评价中的应用

目的探讨数据包络分析(DEA)在2型糖尿病不同医疗方案经济学评价中的应用。方法采用临床随机试验的方法,将入组的2型糖尿病患者分为不同的医疗方案组进行治疗,然后进行随访观察。对各随访期内的成本和医疗后果进行测量,然后使用DEA对不同医疗方案的投入和产出进行综合评价。结果常规治疗组和强化治疗组1年例均总费用分别为1403.78元和1460.83元,差异无统计学意义(P>0.05);强化治疗组的各临床疗效优于常规治疗组,且获得了比常规治疗组更多的质量调整生命年(QALYs)(P<0.05)。与常规治疗方案相比,强化治疗方案为DEA有效,其投入和产出达到了最优。结论DEA可作为2型糖尿病不同医疗方案经济学评价的有效手段,强化治疗方案比常规治疗方案具有更好的经济学效果。

北斗三号非差组合载波相位时间比对性能分析

北斗三号全球系统已开始为全球用户提供稳定可靠的高精度定位、导航与授时服务。本文基于我国国家标准时间频率UTC(NTSC)系统,开展北斗三号非差组合载波相位时间比对性能分析,通过实测数据开展研究并试验了北斗三号非差组合载波相位时间比对在零基线与长基线时间比对方面的性能,并在此基础上开展北斗三号与GPS融合载波相位时间比对试验。结果表明,零基线比对中,两接收机共钟比对钟差的标准偏差优于0.3 ns;长基线比对中,利用北斗三号非差组合载波相位时间比对以及融合载波相位时间比对获得的亚欧两守时实验室之间的比对钟差与国际权度局基于GPS时间比对链路获得的钟差具有较好的一致性,钟差的频率稳定度和时间稳定度与国际权度局发布的结果基本一致,且残差的均方根均优于0.25 ns,试验结果满足亚纳秒量级的时间比对应用需求。