一种低采样数据采集设备时间精度的测量方法

提出一种低采样数据采集设备的时间精度测量方法,介绍该方法的测量原理及数据获取流程,并结合地震行业实例给出低采样数据采集设备的时间精度测量结果。本文方法可将低采样数据采集设备的时间测量精度提高到ms级,可用于输入与输出具有线性关系的地球物理观测设备数据采集器时间精度的测试。

时间-空间高阶精度矩形交错网格隐式有限差分声波正演模拟

有限差分方法因其操作简单、计算消耗低而成为地震勘探领域中最为常用的数值模拟方法之一,然而用离散的显式差分算子数值逼近地震波动方程中的连续导数容易导致数值频散,并且基于正方形网格离散形式的有限差分方法对不同地质模型的适应性较低.针对一阶变密度声波方程的数值模拟,本文发展了一种适用于矩形网格离散形式的时间高阶空间隐式有限差分格式,可以有效压制时间和空间频散,同时灵活的网格剖分增强了其应用的广泛性.基于本文矩形交错网格时间高阶空间隐式有限差分格式的时空域频散关系和变量替换的思想,首先采用泰勒级数展开方法求解不同方向的非轴上时间差分系数及轴上空间差分系数,使本文差分格式可以获得任意偶数阶时间和空间精度.为了进一步提高本文差分格式在更大波数区域的空间模拟精度,我们采用线性优化方法来求取新的轴上空间差分系数用于一阶变密度声波方程的波场迭代求解中.频散、稳定性分析及数值模拟算例表明:相比于传统十字形空间域隐式有限差分格式,本文矩形交错网格时间高阶空间隐式有限差分格式在精度、稳定性和效率方面均具有优势.

分布式相参雷达高精度时间同步单元的设计

为了提高分布式相参雷达的时间同步精度,利用FPGA使用灵活和并行执行的特点,设计了一种基于时间数字转换和恒比定时时刻鉴别法的高精度时间同步单元。叙述了高精度时间同步单元的硬件设计方案和软件实现流程。测试结果表明,应用恒比定时时刻鉴别法将时间间隔的测量精度平均提高了1.787 ns,时间同步单元的测量精度可达1 ns,分辨率为90 ps。

基于APD单光子探测器的光子到达时间标记精度研究

为了准确测量X射线脉冲星导航中的光子到达时间,提出了一种X射线探测器光子到达时间精度的测试系统,该系统主要由脉冲X射线发生器、任意波形发生器、雪崩光电二极管探测器和时间标记光子计数器组成。系统测量脉冲X射线发生器的控制脉冲信号与雪崩光电二极管探测器测量的输出信号之间的时间延迟,研究时间延迟的分布情况,该分布的标准差可以反映被测探测器的光子到达时间测量精度。实验结果显示,雪崩光电二极管探测器输出信号相比控制信号的时间延迟约9.03 ns,标准差为2.23 ns,即雪崩光电二极管探测器的光子到达时间精度为2.23 ns,表明其能够实现对X射线单光子的快时间响应与高精度标记。

集群编队条件下通导一体高精度时间同步方法

针对集群编队条件下对高精度时间同步的需求,对通导一体高精度时间同步方法进行了研究,将卫星导航系统与数据链系统进行深度融合,提出了动基座条件下基于卫星导航载波差分算法的节点间高精度时间同步算法。该算法通过协同时间驯服的方式来抑制两次定位间隔间受钟漂影响导致的节点间时间同步误差发散以及节点间时钟修正不同步导致的时间同步误差,提升了编队组网条件下节点间的时间同步精度。最后,通过仿真对算法进行了验证。结果表明,时空同步精度可以达到1ns,可有力支撑未来集群编队作战、高精度协同探测、高精度协同制导等典型场景下对节点间高精度时间同步的需求。

有限精度时间自动机的可达性检测

为了缓解状态空间爆炸问题,减小模型检测过程中生成的状态空间,加快模型检测速度,引入有限精度时间自动机(finite precision timed automata,简称FPTA)作为实时系统的形式模型,并提出了一种数据结构SDS(series of delay sequence)符号化表示状态空间中的状态集.FPTA只记录时钟变量的整数值及时钟变化的先后次序,从而减小生成的状态空间.在一定的时间约束下,Alur与Dill提出的时间自动机的可达性检测可简化为FPTA的可达性检测.举例描述了状态空间的生成过程和表示方法.最后,列出部分初步的实验结果,分析了SDS的特点及不足.

利用高精度时间间隔测量技术实现光速测定方法的研究

为了实现实验室环境下测定光速,采用已知长度及折射率的单模零色散光纤作为传输介质,利用高精度时间间隔测量技术测量了光在该光纤中的传输延时。经过理论推导,求出光速c与作为传输介质的光纤长度L、折射率n及光纤延时τ之间的关系式,从而通过测量得到L,n及τ的值即可计算得到真空中的光速值。与传统的利用天文法及精密仪器测量光速的方法相比,采用比较先进的高精度时间间隔测量技术可使时间分辨率达到125 ps,从而在实验室环境下,利用简单仪器得到了高精度的测量结果。最终测量所得光速为299 928 077 m/s,误差为30 860 m/s。

高精度自由空间时间传递研究的新趋势

随着时间频率的研究水平不断提高,实现比现有精度大幅度提高的新一代时间传递技术的研究受到广泛关注。激光脉冲时间传递作为目前自由空间时间传递精度最高的技术,其精度提高与采用的探测手段和脉冲光量子特性紧密关联。应用飞秒光频梳实现高精度时间传递是目前国际研究的一个新热点,近年来取得了许多突破性进展。在此基础上,量子优化的时间传递研究也随之展开。应用具有压缩特性的量子光频梳替代传统光频梳,将使时间延迟的测量精度突破散粒噪声极限。因此,基于量子测量和量子光频梳光源的量子优化在提高自由空间远程时间传递精度方面具有巨大应用潜力,是未来时间频率的高精度传输与比对技术的重要研究方向。

基于TDC_GP2的高精度时间差测量的关键技术研究

时差法超声波流量计、激光测距、磁致伸缩传感器等领域要求测量开始脉冲与停止脉冲之间的时间间隔精度必须达到纳秒级以内,为此,本文基于最小分辨率达65ps的专用测时芯片TDC_GP2,采用高性能FPGA Core3S500E作为主控器,设计了一种高精度超短时间间隔的测时系统.本文详细分析了测时系统的硬件电路原理及软件设计的关键技术,为评估测时芯片不同时间间隔测量的精度,对TDC_GP2的测量范围1及范围2进行了一系列时间间隔测量实验及数据误差分析.实验结果表明,测时芯片TDC_GP2对于纳秒级时间间隔的测量,测量精度均为皮秒级,500μs以下的时间间隔测量数据极为稳定,标准差均在180 ps以下.

用时钟方波测试地震数采时间精度及系统特性

用采集时钟方波信号加以分析的方法评估地震数据采集器的授时、守时服务精度、稳定性及系统特性。将具有时钟误差日志记录的数采的时间精度测试结果与日志记录相比较,二者完全一致;用时钟方波信号实测的数采经验传递函数与用厂家提供的滤波器系数并校正滤波器时间延迟计算的理论频率特性相符。实测结果显示,由于数采守时误差变化呈非线性,即使同一型号的不同数采间,其守时能力也可以差别很大;对于不同的数采及抽取滤波器,由于滤波延迟时间校正的参考点不一致,可导致数采记录数据的时间服务存在1个采样点左右的时间差,这对时间精度要求高的研究工作是不能接受的。

二阶时间精度的CFD/CSD耦合算法研究

非线性气动弹性分析中,涉及到非线性流体动力学(CFD)和非线性结构动力学(CSD)的耦合计算问题。本文分析比较了目前几种耦合算法:全耦合、松耦合和紧耦合,并从耦合边界能量传递守恒上就松耦合及紧耦合方法进行了时间精度的分析,得出传统松耦合中即使流体和结构子系统达到高阶时间精度,耦合算法的时间精度仍仅为一阶,紧耦合方法虽然可以达到二阶时间精度,但没有明显提高计算效率。随后,本文基于松耦合流程改进了耦合格式,分析表明其具有二阶时间精度,通过AGARD445.6机翼颤振模型的算例验证,说明该方法可以在保证计算精度的基础上明显提高计算效率,并保持了传统松耦合方法模块化的优点,在模拟非线性气动弹性问题时具有很高的优越性。

键盘时间精度的一个图示法研究

以 4个实验 ,用图示法对键盘的时间精度作了比较分析。实验 1表明PES心理实验系统反应键和键盘都有良好的时间精度。实验 2表明键盘的时间精度具有很大的个体差异 ,范围从 1— 2毫秒到 40多毫秒 ,其中PS2的键盘普遍不理想。实验 3表明键盘的时间精度不受转接器和计算机主频的影响。实验 4使用了 3名操作者 ,证实了这种方法的效果基本不受操作者个体差异的影响。研究演示了图示法在计算机控制的心理学实验中确定仪器的时间精度的作用 ,提示了实验中需要针对具体的实验条件判断时间精度是否符合实验要求 ,来确定是否选用特殊的反应键或者选择何种键盘作为反应的方式。

高精度GPS时间信息的研究与应用

本文介绍了GPS系统传递高精度时间信息的技术原理,提出了用GPS时间信息锁定高稳定度晶体振荡器的方法,建立了Kalman滤波模型,在GPS信号失效时通过滤波估计保持晶振正常输出。通过性能指标测量、分析,结果验证了GPS晶体频率标准具备较高的频率准确度和稳定性,能够用于时间频率的测量基准。

北斗PPP高精度时间比对技术研究

随着我国北斗卫星导航系统的建设和完善,现已开始向全球用户提供高精度的定位、导航和授时服务。基于中国科学院国家授时中心和中国台湾中华电信两个守时实验室的GNSS时间比对系统,本文开展了基于北斗精密单点定位(PPP)的高精度远距离时间比对技术研究;并结合两个守时实验室的实测数据,利用IGS国际多模GNSS实验工程(MGEX)提供的精密轨道和钟差产品开展了比对试验,进而获得了两地钟差。试验结果表明,北斗PPP解算的两地钟差与GPS PPP解算的两地钟差具有很好的一致性,天稳达到了10-15量级;说明北斗可以实现纳秒级或亚纳秒级精度的时间比对与同步,为北斗正式纳入协调世界时的计算提供了基础。

电子时间引信时间精度分析及试验研究

介绍了影响电子时间引信定时精度的诸因素，包括时基振荡源精度、电源启动时间、复位延时、环境温度、电路参数的变化及装定器精度等。结合某型电子时间引信的生产定型试验，对该引信进行了定时精度的试验，并按照国军标的要求将试验数据分析处理，试验结果达到了预期目的。

PTN承载高精度时间同步协议技术研究

对于时分同步码分多址(TD-SCDMA)和时分长期演进(TD-LTE)无线系统,采用全球定位系统(GPS)提供时间同步具有施工难、成本高和不安全等弊端。利用同步协议通过光纤系统传输高精度时间同步信号将是主流技术。文章对采用分组传送网(PTN)承载IEEE1588v2提供时间同步的精度影响因素进行了分析,通过实验和试点测试初步验证了PTN承载1588v2提供高精度时间同步信号的可行性,并比较了PTN承载1588v2的不同模式。

对流层散射通信在高精度时间同步中的应用

针对分布式武器系统在复杂地形条件下高精度时间同步迫切需求,提出了基于对流层散射信道的高精度时间同步技术,以突破目前通信信道资源有限、地形条件约束大和强电磁干扰等技术难题。阐述了高精度时间同步技术的研究现状,详细分析了基于对流层散射信道的高精度时间同步的相关技术,包括时延估计、多径估计及多径抑制、钟差预报和钟差校准等,最后概述系统的应用意义及发展展望。

心理学实验反应设备的时间精度——一种测试反应设备时间精度的简易方法

探讨了利用心理学实验编程软件E-Prime测量反应设备时间精度,并利用高精度的外部信号产生设备对这一方法的有效性进行了验证.结果表明:该方法具有很高的效度,可以方便地用于检测反应设备时间精度;该方法弥补了以往用大多需要昂贵和特意设计的相关软硬件,或者只能测量出由时钟引起的精度变化等局限.

引信离心钢球自毁时间精度分析

为提高引信离心钢球式自毁机构的自毁时间精度 ,在分析离心钢球机构自毁运动的基础上 ,得出了自毁临界角速度表达式 ,对此表达式进行全微分并结合计算弹丸外弹道自转角速度衰减规律的斯列斯金公式 ,得到了机构参数变化对自毁时间影响程度和自毁时间散布的表达式 ,相应给出了应用实例。对于引信离心钢球式自毁机构的自毁时间散布 ,弹道参数变化的影响大于机构参数变化的影响。在机构参数中 ,自毁簧刚度、离心钢球与自毁斜面之间的摩擦系数。

弹丸及身管结构参量对引信离心钢珠自毁时间精度的影响

为了提高引信离心钢珠自毁时间精度,借助斯列斯金公式通过微分分析了弹丸和身管结构参量以及弹丸膛口速度对引信离心钢珠自毁时间精度的影响.在不考虑身管磨损、弹丸章动、射角跳动、气象条件变化,也不考虑弹带切槽及其它弹丸表面凹槽或横孔的前提下,弹丸极转动惯量的散布是影响引信自毁时间精度的主要因素,弹丸膛口速度的散布是次要因素,而其它参量的影响则可以忽略不计.