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欧洲空间原子钟组ACES与超高精度时频传递技术新进展 被引量:11
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作者 杨文可 孟文东 +4 位作者 韩文标 谢勇辉 任晓乾 胡小工 董文丽 《天文学进展》 CSCD 北大核心 2016年第2期221-237,共17页
高精度时间频率的产生和超高精度时频信号的传递是现代物理学、天文学和计量科学的基础。空间原子钟组计划(Atomic Clock Ensemble in Space,ACES)是由欧洲空间局实施的基于国际空间站(International Space Station,ISS)微重力环境下的... 高精度时间频率的产生和超高精度时频信号的传递是现代物理学、天文学和计量科学的基础。空间原子钟组计划(Atomic Clock Ensemble in Space,ACES)是由欧洲空间局实施的基于国际空间站(International Space Station,ISS)微重力环境下的新型空间微波原子钟实验验证项目。概要介绍ACES项目基本情况,重点介绍ACES项目的主要科学和技术目标,围绕科学目标而形成的ACES组成结构,并梳理涉及的关键技术,特别介绍了ACES将应用的超高精度时频传递技术,为我国自主研究并实现相关空间时间频率系统及其应用提供参考。最后简述了我国正在建设的空间站时频系统主要情况和实施计划。 展开更多
关键词 空间原子钟组 超高精度时频传递 广义相对论 微波比对链路 激光比对链路
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空间激光时间传递技术进展
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作者 梁馨文 贺玉玲 +2 位作者 王国永 卢樟健 吉欣 《空间电子技术》 2024年第6期74-81,共8页
高精度时间传递技术关系到定位导航、高速通信、科学研究等多个领域的发展,开展高精度时间传递技术的相关研究具有重要意义。空间激光时间传递与基于微波的时间传递技术相比传递精度更高;相较于光纤时间传递技术又无需构建昂贵的专用传... 高精度时间传递技术关系到定位导航、高速通信、科学研究等多个领域的发展,开展高精度时间传递技术的相关研究具有重要意义。空间激光时间传递与基于微波的时间传递技术相比传递精度更高;相较于光纤时间传递技术又无需构建昂贵的专用传输信道,在大气、水下以及各种复杂地形、临时场合中都可以快速应用,突破了传输范围和应用环境的限制,因此进行激光时间传递技术的相关研究具有重要的现实意义和可观的发展前景。介绍了近些年自由空间中激光时间传递的四种主要技术,基于脉冲飞行时间测量的激光时间传递技术、与通信一体化的激光时间传递技术、基于高速伪码的时间传递技术、基于光梳的时间传递技术,梳理了四种技术体制的发展现状和趋势,为远距离高精度时间比对提供技术支撑。 展开更多
关键词 时间传递 自由空间 激光时间传递
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三维离散元与壳体有限元耦合的时空多尺度方法 被引量:9
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作者 张锐 唐志平 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期44-50,共7页
壳体结构的局部失效及其对整体结构稳定性影响涉及到跨宏细观多尺度力学问题。该文推导出元/网格动量传递的多尺度算法,建立了三维离散元与壳体有限元耦合的时空多尺度数值计算方法。通过激光辐照下充内压圆柱壳局部失效算例的数值模拟... 壳体结构的局部失效及其对整体结构稳定性影响涉及到跨宏细观多尺度力学问题。该文推导出元/网格动量传递的多尺度算法,建立了三维离散元与壳体有限元耦合的时空多尺度数值计算方法。通过激光辐照下充内压圆柱壳局部失效算例的数值模拟,验证该多尺度方法能够完善地并行实现时间多尺度与空间多尺度计算,不仅能够准确模拟壳体结构局部细观非均匀演化及其对整体结构的影响,而且计算时间很少,有效地发挥了时空多尺度模拟高效率优势。 展开更多
关键词 三维离散元 壳体有限元 时空多尺度 元/网格动量传递 激光辐照 数值计算
原文传递
空间激光链路时频传递算法及仿真分析
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作者 陈俊平 王彬 +1 位作者 孟文东 张晶宇 《武汉大学学报(信息科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1082-1088,共7页
利用空间高精度时频系统提供的超高精度时间频率信号,可以开展一系列空地时频传递和基础物理实验,支撑相对论及相关理论的高精度检验。针对空间激光链路时频传递算法进行了理论推导及仿真分析。首先,从星地激光双向时间比对理论公式出发... 利用空间高精度时频系统提供的超高精度时间频率信号,可以开展一系列空地时频传递和基础物理实验,支撑相对论及相关理论的高精度检验。针对空间激光链路时频传递算法进行了理论推导及仿真分析。首先,从星地激光双向时间比对理论公式出发,对比分析了X型星地双向时间比对与Lambda型星地双向时间比对的优缺点。其次,针对空间站轨道高度讨论了相对论效应对坐标时与原时转换的影响。最后,讨论了空地时频比对数据不连续性对空间站高精度原子钟稳定性评估的影响。结果表明:(1)基于激光测距方式的Lambda型双向时间比对可以抵消一阶多普勒对上下行距离项差异的影响,且Sagnac项影响的增大可忽略;(2)星地时间比对中坐标时和原时转换的相对论项对空间站位置的速度精度提出了高要求,为实现1×10-18量级的频率偏差比对精度,空间站地心距精度要求为1dm,速度精度要求为0.1 mm/s;(3)受空间站对地可见性影响,仅利用国内测站无法通过星地链路进行中短期原子钟稳定性的评估。 展开更多
关键词 中国空间站 激光双向时频传递 广义相对论 高精度时频信号
原文传递
地月空间激光时间比对仿真模型研究
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作者 刘通 陈浩 +3 位作者 郭鹏斌 石玉 李佳威 王文彬 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第14期71-82,共12页
为解决中国科学院计划于2023年发射的绕月飞行器激光测距时差载荷星地时间比对问题,本文提出并建立了地月空间激光时间比对高精度测量模型。为达到ns级地月空间激光时间比对精度,采用准确度为0.1 ns量级的数值地球时间星历模型,建立了n... 为解决中国科学院计划于2023年发射的绕月飞行器激光测距时差载荷星地时间比对问题,本文提出并建立了地月空间激光时间比对高精度测量模型。为达到ns级地月空间激光时间比对精度,采用准确度为0.1 ns量级的数值地球时间星历模型,建立了ns量级的时间尺度转换模型,推导了精度为10 ps量级的激光脉冲单程和往返飞行时间模型,建立了精度优于10 ps的Shapiro时延模型,建立了质心修正模型、几何位置修正模型以及系统时延模型等。使用基于飞行器可观测性、回波率设置等工程实际得到的仿真数据对时间比对模型精度进行验证,时间比对标准差为ns级,表明仿真模型精度可达ns级。星载时钟的频率准确度估算结果和正确值误差约为15%。所建模型可用于后续地月空间高精度激光时间比对任务。 展开更多
关键词 测量 地月空间激光时间比对 地球时间星历 相对论效应 钟误差模型 光行时
原文传递
光强闪烁对空间激光授时抖动的影响 被引量:2
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作者 刘航 卢麟 +2 位作者 朱勇 吴传信 张宝富 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期176-182,共7页
基于多相位屏原理并利用功率谱反演法,建立了光强闪烁对脉冲到达时刻抖动的影响模型,仿真研究了不同接收孔径和不同传输距离条件下脉冲到达时刻抖动的变化规律。仿真结果表明:在孔径接收条件下,脉冲到达时刻抖动呈正偏态分布;采用大孔... 基于多相位屏原理并利用功率谱反演法,建立了光强闪烁对脉冲到达时刻抖动的影响模型,仿真研究了不同接收孔径和不同传输距离条件下脉冲到达时刻抖动的变化规律。仿真结果表明:在孔径接收条件下,脉冲到达时刻抖动呈正偏态分布;采用大孔径接收天线可有效抑制脉冲到达时刻的抖动;与近地端相比,传输距离的变化对远地端脉冲到达时刻抖动的影响较小。搭建了大气湍流引起的脉冲到达时刻抖动的实验平台,采集了经过湍流信道传播的秒脉冲波形,利用门限检测法确定了脉冲到达时刻。实验结果表明,脉冲到达时刻抖动分布与理论分析结果相符。 展开更多
关键词 大气光学 空间激光授时 大气湍流 光强闪烁 脉冲到达时刻抖动
原文传递
大气折射对双波长空间激光授时偏差的影响 被引量:2
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作者 刘航 卢麟 +2 位作者 朱勇 吴传信 张宝富 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期1-7,共7页
针对双波长空间激光授时系统受大气折射率分布的影响而产生授时偏差的问题,利用实测气象数据建立了大气折射率分布对授时偏差的影响模型。以该模型为基础分别仿真研究了在地面终端捕获模式和星上终端捕获模式下双向链路不对称时延差和... 针对双波长空间激光授时系统受大气折射率分布的影响而产生授时偏差的问题,利用实测气象数据建立了大气折射率分布对授时偏差的影响模型。以该模型为基础分别仿真研究了在地面终端捕获模式和星上终端捕获模式下双向链路不对称时延差和收发终端位置偏差随不同地区、不同月份和不同天顶角的变化规律。结果表明:大气压强越低,大气温度越高,不对称时延差和收发终端位置偏差越小;星上终端捕获模式下的授时偏差达到百皮秒量级;地面终端捕获模式下的授时偏差达到纳秒量级,通过进一步双向精密对准可将其减少到十皮秒量级。在卫星过顶时间内,不对称时延差和收发终端位置偏差随天顶角的变化而变化,并且存在地面终端地理位置的差异,需实时校正并消除不对称时延差和收发终端位置偏差。 展开更多
关键词 大气光学 空间激光授时 大气折射率 不对称时延差 位置偏差
原文传递
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