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。

高精度长距离光纤时间传递的研究进展及应用

中国科学院国家授时中心已启动建设国家高精度地基授时系统。光纤时间传递分系统作为高精度授时系统的重要组成部分,需要不断针对关键技术问题提出解决方案,从而提升光纤时间同步的准确度与稳定度,以达到构建与国家标准时间偏差优于100 ps的高精度光纤时间同步网络的目标。本文报告了中国科学院国家授时中心在长链路光纤时间传递的研究进展。利用研制的光纤时间同步设备在871.6 km的实地光纤链路上得到了29.8 ps的时间同步标准差,3.85 ps@1 ks的时间稳定度,25.4 ps的不确定度;在此基础上针对后向反射光噪声的关键问题进行技术改进,在总长度为1 085 km的实地光纤链路上实现了色散误差修正功能的双波长光纤时间同步,得到了18 ps的时间同步标准差,5.4 ps@4×10^(4)s的稳定度,63.5 ps的不确定度。

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。

广播电视卫星高精度时间传递

介绍一种利用我国广播电视卫星进行高精度时间传递的方案,建立多个卫星电视时间发播系统,利用广播电视卫星进行双向时间比对,实现远距离卫星地面站之间的时间同步。通过测量地面站到卫星之间的距离,可实时计算出卫星的坐标位置,用户根据接收到的时间及卫星位置信息,实施高精度定时。

高精度双向时间比对同步技术原理与应用

现如今,多次系统都需要统一时间,实现时间同步是多站系统运行的关键。高精度时间同步技术在导航系统、航天航空以及军事等领域具有重要的应用价值。且高精度时间同步具有较强的开放性,在未来研究中可能会成为时间同步领域的重点研发方向。因此,越来越多的系统利用雷达、监测等,都需要在不同位置实现测量数据的时间统一性。本研究主要是分析双向时间比对重复的实现方案,给出具体的实际应用案例,并对其授时精度曲线进行分析确定。高精度的双向比对同步技术的实现,从而在实践中进一步推广高精度双向时间比对同步技术。

远距离高精度光纤双向时间比对方法研究

针对光纤传输链路因受光信号衰减、温度变化和振动等因素引起的光学相位起伏,影响时间比对精度的问题,研究了基于双向伪码测距原理的光纤双向时间比对方法,并搭建模型系统进行了实验验证。结果表明,通过单光纤双向双波长的传输方案,在65 km光纤链路上,抵消了往返链路传输时延的不对称性,使时间比对精度可达108 ps。温度变化引起光纤折射率变化是导致时延波动的主要因素,对温度变化与光纤时延的关系进行了分析和仿真,通过温度试验验证了光纤时延随温度变化的温度漂移系数与理论值相符。

国内首台高精度时间比对调制解调器实测技术指标优异

近日，中国航天科工二院203所完成国内首台高精度时间比对调制解调器（BIRMMMODEM）关键技术突破和样机研制，其最终实测技术指标，达到甚至部分超过国外先进设备水平。

微波时间传递精度和时延分析

分析了引起微波时间传递系统时延变化的原因和单向及双向时间传递比对精度;分析表明,根据微波双向时间比对的长期测量数据可对搬钟实验得到的时延值进行修正,采用该修正结果可减小单向时间比对的误差。

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。

北斗广域高精度时间服务原型系统

基于精密单点定位(precise point positioning,PPP)的时间传递技术以其精度高、覆盖范围广的优点成为性能最优的GNSS时间传递方法之一。随着广域差分产品时效性的提高,实时PPP时间传递开始应用于精密授时的研究。本文在PPP时间传递技术的基础上,结合实时卫星钟差估计、接收机时钟调控及硬件延迟标校技术,建立了基于北斗卫星导航系统(BeiDou navigation satellite system,BDS)的广域高精度时间服务(wide-area precise timing,WPT)系统,可为用户实时提供准确、稳定、可溯源的时间。WPT系统分为时间服务平台和用户终端两个部分。时间服务平台引入高精度的时间作为系统的参考时间基准,并提供广域实时差分改正数;用户终端基于实时PPP时间传递算法获取本地钟与系统时间基准的差异,并采用精密调钟技术实现终端与系统的同步。为了验证系统的实时授时性能,本文进行了零基线、短基线及广域环境下的性能测试和评估。试验结果表明,该系统零基线、短基线时间同步精度优于0.5 ns,广域条件下单天的授时精度均优于1 ns,为基于北斗系统的精密授时技术发展提供了参考。

基于通信网络的高精度时间传送技术

本文介绍了一种新型的时间传送方式,其特点是时间信号源精度高,基于普通通信网络,可以实现低成本高精度的时频信号传送。经实测表明,由于采用了广域精确授时(WPT)技术获得了纳秒级的时间信号源,结合高精度网络时间传送技术(CS),从端跟踪主端的同步性能可以保证10ns以内,远远高于目前ITU-T和我国通信行业相关标准规定的1100ns指标。

激光时间传递技术的进展

激光时间传递技术是通过激光脉冲在空间的传播来实现地面与卫星时钟或地球上远距离两地时钟的同步,它具有很高的准确度和稳定度。一些国家已经成功进行了激光时间传递的试验,结果证明利用激光进行时钟之间的同步是有效可行的。介绍国内外已有的激光时间传递试验的情况和结果,重点介绍美国地面与机载原子钟之间的激光时间比对,以及法国的LASSO(LAser Syn-chronization from Stationary Orbit)和T2L2(Time Transfer by Laser Link)计划。

基于Motorola VP Oncore接收机的新型GPS共视时间传递系统

本文设计了基于MotorolaVPOncore接收机的新型GPS共视时间传递系统 ,用高分辨时间间隔计数器测量本地原子钟和GPS接收机输出秒信号的时差 ,通过读取导航电文得到GPST和指定卫星的时差 ,于是得到本地原子钟与指定星钟的时差 ,实现GPS共视法单站测量。为确保系统严格共视 ,使用多线程和同步监测机制设计了可靠的同步控制策略 ,两套系统的超短基线单通道共视比对结果表明 ,系统性能稳定 ,比对精度 (用原始共视数据的均方根表示 )不大于 4 .9ns.该系统可应用于SDH通信网时间同步、交换机时间同步等高精度定时领域 .

光纤时间传递系统设计及误差分析

现有卫星授时体系精度限制以及光网络的成熟发展,使得光纤授时成为高精度时间同步的方案之一。利用双向对比法授时原理设计光纤时间传递系统。介绍系统硬件组成,开发了一套基于Windows系统的控制测量软件,实现了整个系统的自动化控制。测量系统的时延并进行了分析,为后续补偿算法的设计提供了技术支撑。

基于伪码测距的光纤双向时间比对技术

针对分布式雷达组网等对高精度时间同步的需求,在基于伪码测距的卫星双向时间比对系统基础上,利用光纤双向传输链路替代无线射频传输链路,开展基于伪码测距的光纤双向时间比对技术验证试验,采用单纤双向双波长的光信号传输体制实现了高精度光纤双向时间比对。试验结果表明,在105 km光纤链路上,光纤链路受环境变化引起的时延波动几乎被完全抵消,实测时间比对精度优于30 ps。

基于被动相位噪声补偿的自由空间光学频率传递

针对自由空间光信号传输更易受到环境影响的特点,提出了一种被动相位噪声补偿技术。该方法利用探测往返传输的光信号与发射端参考信号拍频获得链路引入的相位噪声,在发射端通过声光移频器(acousto-optic modulator,AOM)对待传递信号移频取共轭即可在接收端获得相位稳定的光学频率信号。该方法避免了使用复杂的鉴相和伺服控制电路,使系统具有更快的补偿速度且没有鉴相范围的限制。实验结果表明,150 m的室外自由空间链路的平均时间1 s的附加频率不稳定度约为1.9×10^(-16),平均时间1000 s的附加频率不稳定度约为4.6×10^(-19)。该相位噪声补偿技术为高精度的自由空间光学频率传递提供了一个简单可靠的方案。

中日卫星双向法时间传递与全球TWSTT合作

双向法卫星时间传递(TWSTT)是比 GPS 共视法精度更高的洲际时间频率比对方法,比对精度可达亚毫微秒。国际权度局(BIPM)向世界各国时频实验室推荐使用TWSTT 方法,支持组建亚、欧、美三大洲以及全球的高精度比对网,提高国际原子时的水准。同时,国际秒定义咨询委员会(CCDS)专门成立了 TWSTT 工作组。

高精度时间信号的光纤传递

天基时间同步网络的精度限制以及光钟的出现,使得用光纤来进行时间信号的传递和检测成为高精度时间同步的主要方案之一。介绍了高精度时间传递和检测的原理,分析了利用光纤进行高精度时间传递的同步误差来源,并提出了相应的改善措施。采用一种新型的模拟与数字混合编码和检测的方式设计实现了一个利用光纤链路进行高精度时间传递的实验系统,验证了所提出的改善系统性能的措施。实验测试表明,光纤时间同步精度在200ps以内,时间同步准确度在±600ps以内,此结果优于以往任何形式的天基时间传递系统。

光学传递函数及象质评价

TH703 98063522高精度的光学传递函数计算=High accuracy computationof OTF[刊,中]/沙定国,赵瑜(北京理工大学光电工程系.北京(100081))//光学学报.—1998,18(4).—436—439直接从基尔霍夫衍射积分理论出发。