基于驯服钟控技术的时间频率源设计

标准时间频率信号是系统高效工作的基石,越来越高的时间频率测量精度对时频信号的产生提出了高稳定高准确度的要求。介绍了时间频率源的基本概念,阐述了一种基于驯服钟控技术的高稳定度高准确度时间频率源的基本工作原理及其设计,其输出的频率信号短期稳定度可达1.46×10-13/s。该设计方案已经成功应用于多个车载测控通信系统。

高轨导航接收机的时钟辅助定位算法

针对高轨卫星导航接收机接收信号弱、可用卫星少及定位精度差的问题,提出利用恒温晶振的频率稳定性抑制观测噪声,进一步改善定位精度的时钟辅助定位算法。通过区分星历星钟误差和用户测距误差在本算法中的不同传递路径,在理论上给出了算法的定位精度与星座几何构形之间的关系,并指出本算法在高轨场景下具有显著的精度优势,在低轨和地面场景下没有精度优势。仿真试验证实了算法的有效性,在典型的高轨场景下,本算法的单点定位误差仅是标准算法的1/10。

基于FPGA的北斗时统设备铷钟驯服技术实现

为了更好地实现时间同步和提高守时设备精度,提出了一种基于FPGA硬件平台的北斗守时设备铷钟驯服技术。采用时间间隔测量原理计算铷钟的钟差值,采用vondrak滤波和kalman滤波相结合方法对钟差值进行滤波,然后利用PID控制算法对铷钟电压进行控制,从而实现铷钟驯服。测试结果表明,滤波算法对钟差值有显著滤波效果,对实现时间同步和提高守时精度起到了关键作用。

卫星授时的靶场高精度测/锁时一体装置设计

靶场战斗部飞行速度、飞行时间测试中所用的区截测时和时间统一设备相互独立,功能单一,不能满足同步计时和锁时的测试需要;提出计时、锁时一体化设计方法。利用卫星授时、FPGA计时、锁时和控制技术进行高精度测/锁时一体装置设计。应用于火箭橇弹道、战斗部初速和战斗部飞行时间测试中,显著提高了靶场区截测时能力和多设备时间统一的测试能力。

自适应驯服铷钟的实现

介绍了时统设备中驯服铷钟的工作原理和硬件的具体实现电路，以及单片机的嵌入式软件设计方法和数据处理方法。

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。

基于FPGA的北斗驯服铷原子频标装置的研制

为了提高铷原子钟频率的准确度和稳定度,设计了基于FPGA技术的多路输出北斗驯服铷原子频标装置。装置采用粗测和细测的时间间隔测量方法实现铷原子频率的驯服和时间跟踪与同步。采用模块化设计和编程,提高了装置的通用性和可移植性。以铯原子钟时间频率为参照,利用该装置对铷原子钟驯服前后的数据进行多次比对测试,结果表明其频率的相对准确度达到了1.5×10^-13,相对稳定度达到6.97×10^-13,与驯服之前相比,铷原子钟频率的准确度和稳定度均得到大幅提高和改善。

面向UWB信道的高精度时频同步方法

时频同步对时间敏感的无线分布式网络尤为重要,同步精度直接决定了系统的综合性能。传统的时钟同步方案只研究了节点之间的相对时钟偏差,没有考虑时钟频率偏差。但是节点之间存在的时钟频率偏差是导致时钟相位漂移的主要因素。因此提出了一种面向超宽带(UWB)信道的高精度时频同步方法可以满足多节点时钟同步的需求。方案采用单向消息传递机制,可以精确的估计主从节点之间的频率比例因子。同时采用基于VCO的时钟驯服电路,调整本地时钟频率与参考时钟频率一致,从而减少了无线传感网络的时钟相位漂移,提升了时钟同步的稳定性。实验证明,方案可以实现3 ns左右的相位同步精度,主从节点频率误差保持在10×10^(-9)以内。

基于CPLD的GPS时钟驯服模块设计与实现

现代通信系统中,高稳定性和高准确度的参考时钟源非常重要,为整个通信系统提供频率参考。基于此需求设计并实现了一款基于CPLD的GPS时钟驯服模块,给出了该模块的基本框架和构成,介绍GPS时钟驯服使用的关键技术——CPLD鉴相、PI调节及调节保持策略,描述了模块的工作原理和控制流程,从理论计算和实际使用验证了设计的可用性。

基于FPGA的低成本守时系统的实现

随着智能变电站建设的深入,智能自动化装置对时间精度指标有了进一步的要求。为了能够满足智能变电站二次设备装置守时精度的要求,并且进一步降低装置成本,提出了一种低成本、高精度的守时方案,经过时钟驯服算法后,守时精度在0.5 s以内。