泛华恒兴推出高准确度卫星驯服铷原子钟同步时钟卡

近日,北京泛华恒兴科技有限公司（简称：泛华恒兴）新发布了一款PXI总线的卫星驯服铷原子钟同步时钟卡-PS-330。PS-330内置高精度铷原子钟作为时钟,采用先进快速校频算法对铷钟进行校频,     

基于原子钟的组合守时系统的研制与开发

针对新一代导航系统对高品质频率标准的需求,基于铷原子钟和铯原子钟,提出一种组合式守时系统,系统中采用了高精度频差测量技术,高精度相位微跃技术和比例-积分-微分控制算法,实现了铯原子钟对铷原子钟驾驭。系统由铷原子钟、铯原子钟和频差测量及驾驭模块3部分组成,最终输出的频率基准信号,不仅具有铷原子钟短期稳定度好的优点,还拥有铯原子钟长期稳定度好及漂移率低的优点。试验结果表明,该系统的短期稳定度达到了5.57×10^-13/s,长期稳定度达到了2.18×10^-14/10⁵ s,频率准确度达到了1.76×10^-13,频率漂移率达到了-8.33×10^-16/d,很好的验证了该系统的可行性和有效性。     

短时傅里叶变换和S变换用于检测电压暂降的对比研究

针对电压暂降的特征值检测问题,介绍了短时傅里叶变换(STFT)和S变换两种时频分析法,并对两种方法进行了对比分析。在STFT变换中选取不同窗宽的窗函数对同一电压暂降信号进行时频分解,分析不同窗宽对检测结果的影响。提出用时频等值曲线定位暂降的起、始时刻,用基频幅值曲线检测暂降幅值,用相位跳变曲线判定暂降发生时相位是否跳变。仿真结果表明,在STFT变换中窗口越小,检测结果越准确;与STFT变换相比,S变换的检测结果更准确,并且抗噪声能力强,有助于电能质量的治理。     

双路相参脉间随机捷变频频综的设计与仿真

提出了一种双路相参脉间随机捷变频频综器的设计方法,设计采用双路DDS产生具有一定带宽的脉间频率捷变信号与S波段跳频源上变频,使频综器在DDS频带内实现脉间随机捷变,在PLL频带内实现脉冲串间跳变.通过对设计难点的说明,重点分析了DDS的杂散情况,选择出满足设计的DDS芯片及频段;同时设计需要产生两路相差30 MHz相参...     

频率比对精密时差测量法及初步结果

介绍了本地频标测量比对的方法和手段.重点研究了频率比对时差测量法在中科院国家授时中心守时系统中的应用,给出了实际测试结果.通过对比相法对铯钟和氢钟分别测试的结果的分析研究,建立了主要针对氢原子钟的高精密频率信号测量系统,提高了测量精度.     

DDS捷变频信号发生器中的FPGA控制电路设计

选取AD9910作为频率合成模块,利用FPGA生成伪随机频率控制码,通过AD9910并口改变其频率调谐字,控制AD9910输出频率的快速跳变.利用FPGA产生脉宽、重频可控的脉冲调制波形,以脉冲调制波形提供的时钟实现伪随机码生成时序、频率跳变时序、脉冲调制时序的统一,产生在整个频段随机捷变的信号.此种方法时序控制简单,...     

基于跳频通信技术的建筑内无线网络节点设计

以建筑内无线信息传输为对象,采用跳频通信技术,并结合伪随机序列技术、同步技术,设计了跳频无线网络节点,实现了信息在建筑内同步稳定传输的功能.阐述了频率的跳变方法及抗强干扰原理,并对系统软硬件设计进行了介绍.该方法在很大程度上解决了信号的快衰落和多径延时部题,具有良好的可靠性.     

基于GPS接收机的铷原子钟驾驭方法研究

以GPS接收机输出的1 pps信号为参考信号,控制铷原子钟,在对铷原子钟短期稳定性影响最小的前提下,获得较好的准确性和长期稳定性.采用最小二乘法对铷原子钟的参数进行估计,计算铷原子钟的频率调整量,对铷原子钟进行调整,使其和UTC时间保持同步.实验结果表明,受驯铷原子钟输出1 pps与UTC（NTSC）主钟钟差的标准差优于8 ns、100 s采样的ALLan方差为1.41E-12,10 000 s采样的Allan方差为4.74E-13,表明用该方法驾驭铷原子钟是成功的.     

伽利略EPTS中原子钟频率稳定度与噪声类型分析

本文对伽利略系统实验精确授时中心(EPTS)中四台原子钟的主要特性进行了分析.首先基于原子钟的信号模型和时域上的实验测量数据,用Allan方差对各原子钟的频率稳定度进行了计算与分析.其次运用最小二乘算法对短期和长期的时域稳定度数据进行线性拟合,根据拟合斜率鉴别了影响EPTS中各原子钟的主要噪声类型.实验结果表明,EPTS中具有高短期稳定度的氢原子钟和三台高长期稳定度的铯原子钟满足在GSTB-V1阶段产生实验伽利略系统时间(EGST)的设计要求.     

一种同频异步核相检测方法及其应用

在分析国内传统核相试验方法存在不足的基础上,提出了一种基于同步基准相位偏移量的同频异步核相检测方法。分析了同频异步核相检测方法的工作原理及实现方法,该方法基本消除了干扰对核相结果的影响。试制出的同频异步核相装置,在上海市电力公司浦东供电公司的应用,验证了该技术可以实现对相同或不同电压等级的电源之间的异步核相。     

基于氢原子钟组的复合控制算法的研究

原子钟组的控制算法对原子钟组的稳定度和准确度有着直接影响,良好的原子钟组控制算法对原子钟守时系统有着重要作用。为进一步提升原子钟的稳定度,在国内首次将钟差预测用于氢原子钟组控制中,提出了一种氢原子钟的预控制算法,并结合现行的滞后式控制算法,形成了对氢原子钟组的复合控制算法。用实际氢原子钟数据对复合控制算法进行了实验验证,验证结果表明,该复合控制算法的性能要优于现行滞后式控制算法。该复合控制算法的提出对提高我国原子时的稳定度有很好的推动作用。     

AT1原子时算法的研究

原子时算法的选用将对原子时标的准确度和稳定度有着很大的影响.本文从AT1实时原子时算法的基本原理出发,结合中国计量科学研究院守时钟房中原子钟的实际情况,对AT1实时原子时算法进行了系统的研究,给出了其算法流程,特别是,对一些关键量进行了分析和数据验证,给出了期望钟组的计算方法,最后得到了期望的钟组计算结果.该结果表明,钟组时间的频率稳定度大大优于每台单个钟的频率稳定度,满足技术要求.     

Design of Atomic Time Scale Release System for Multiple Laboratories

The atomic time scale release system for multiple laboratories is completed by modular design according to the atomic clock data provided by eight domestic punctual laboratories. The system includes the three modules, the processing of atomic clock data, the calculation of atomic time scale and the release of atomic time scale data, using MATLAB for data processing and time scale calculation, and using GUI for data visualization design. The system has clear process of the algorithm, simple function modules and friendly human-machine interface. The operation results of actual data show that the time difference between the integrated atomic time scale of the system and UTC is better than ±10ns, and the content of data release can meet the needs of the scientific research in related fields in China.     

星地多源授时和PTP网络精确对时的关键技术研究和应用

500 kV智能变电站主要实现一次设备数字化化、二次设备智能化、测控数传网络化、系统授时多源化。介绍了华东电网500kV玉山智能变电站采用北斗和GPS卫星、铯原子时钟经SDH光通道的多源授时技术,开发支持IEEE1588-2008网络测控系统的精确时钟同步协议(以下简称精确对时协议或PTP)主时钟模块,融入智能化变电站统一的同步时钟系统,实现光纤互感器合并单元(MU)、PTP网络交换机、智能测控单元、智能保护装置、智能操作箱等网络精确时间同步。通过试验检测和数据分析,为智能变电站推广星地多源授时和网络精确对时的统一时钟同步系统积累实践经验。     

Compass/BeiDou‐2 spaceborne clock performance assessment and its error detection,mitigation

The performance of a spaceborne atomic clock on a navigation satellite and the accuracy of the clock data in broadcast ephemeris are two critical factors for real‐time high‐accuracy global navigation satellite systems applications. A novel clock performance assessment method is proposed, which is indexed by the maximum clock error, clock rate, and clock drift rate, and the performance of the BeiDou‐2 satellite‐borne clock is assessed by this method compared to the GPS. To mitigate the negative effects of clock errors on pseudo‐range measurements and positioning results, an integrated clock prediction method is also presented in this paper based on polynomial modeling, wavelet denoising, and autoregressive integrated moving average modeling. An example is shown to test and verify the effectiveness of the integrated clock prediction method. Real data clock assessment results demonstrate the equivalent quality of BeiDou‐2 and GPS spaceborne clocks. The proposed clock prediction method can be used to detect and mitigate clock errors in broadcast ephemeris. © 2015 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

小波包分解算法及Kalman滤波进行原子钟信号消噪的比较

高精度时间在国防、科研等领域正在发挥着日益重要的作用,而要提高计算原子时的准确度,消除原子钟信号的噪声是关键的步骤之一.为此,本文利用小波包分解算法对原子钟信号进行了必要的消噪处理,这样我们得到了平稳的原子钟信号,利用这些数据重新计算国家授时中心原子时TA(NTSC),计算结果表明经过消噪处理提高了TA(NTSC)稳定度和准确度;在文中还采用了目前用的比较多的Kalman滤波算法与之进行了比较,结果显示根据滤波强度的不同,此两种算法都可以达到所需要求.     

基于Kalman滤波的持续卫星时间同步攻击防护方法

随着网络空间对抗加剧,借助全球卫星导航系统进行的网络攻击已发展成为现实威胁。慢速持续型卫星时间同步攻击可绕过电力时间同步系统中卫星时钟异常检测机制,诱骗被授时设备输出错误时间信息,再借助电力系统工作机制达成攻击破坏后果。提出了一种基于Kalman滤波的持续卫星时间同步攻击防护方法。首先构建了考虑持续时间干扰的Kalman滤波卫星授时模型;然后利用能量泛函正则化最优化估算恶意攻击下被授时设备的时钟偏差;最后根据所构建的补偿模型对钟差进行补偿、实现遭攻击条件下的精准时间同步。仿真结果表明,该方法可有效防范慢速持续型卫星时间同步攻击对电力时间同步系统的影响。     

北斗一号时间传递能力的实验研究

本文介绍了北斗定位和北斗授时的工作原理,并通过实验分析了北斗一号的授时能力。实验中测量本地UTC时间的秒脉冲与北斗接收机输出的秒脉冲之间的时差。每秒测量一次,连续测量780s;重复测量10次。对于每次测量得到的780s的测量值,每15s的数据用最小二乘法二次项拟合,计算该测量时间段中点的拟合值,得到52个时差拟合值,再由该52个时差拟合值用最小二乘法线性拟合,计算该次测量时间起点的拟合值,得到本地UTC时间的秒脉冲与北斗接收机输出的秒脉冲的时差测量值。实验测得北斗单向授时的定时偏差为44.1ns,定时稳定度为6.5ns,该结果要好于目前报道的北斗单向授时100ns的精度。     

基于STM32单片机的电波钟设计

电波钟系统以STM32为控制核心,通过自制磁棒天线接收中国码,经选频放大以及单片机解码得到实时时间数据,从而在液晶显示器上显示完整时间。系统采用太阳能系统供电,能够输出稳定的恒压电源,附加秒表计时器、倒数计时器与信号强度检测,经5个独立按键控制实现相关控制功能。整个系统使用AGC提高信噪比,显示信号强度,并在此基础上尽可能降低整机能耗,从而提高供电续航能力。天线性能是影响电波钟系统的重要性能,当场强为1．0mV／m时,工作状态优良,时码信号十分清析;当场强为0．5mV／m时,工作状态正常。选频放大模块测试显示系统整体的灵敏度较高,显示模块的测试数据显示通过定时关闭背光能有效降低功耗。