基于PPP和共视技术的改进PPP时间频率传递方法

PPP时间频率传递技术是高精度GNSS时间频率传递技术之一,且具有精度高、范围广、低成本等特点,而共视时间频率传递的站间差分能够消除卫星钟差和削弱电离层、对流层等路径误差,本研究结合两种方法的优点实现了一种改进PPP时间传递方法。实验选取了5个连接UTC（k）和1个外接高精度氢原子钟的IGS测站,建立了零基线、短基线和长基线链路评估该方法的时频传递性能,实验结果表明,以IGS最终钟差产品为时间参考,改进PPP时间传递精度相比PPP提高了2.55%～17.78%。零基线链路频率稳定度达到2.0×10^-17/600 000 s,且不切换共视星时,其短期频率稳定度优于PPP,长期频率稳定度与PPP相当;非零基线链路中各链路的改进PPP在时间间隔10 000 s以后的频率稳定度相对于IGS最终产品和BIPM PPP有10%左右的提升。     

不同比对方式下的洲际标准时间复现性能分析

中国科学院国家授时中心研制的标准时间复现系统具备支持洲际用户对标准时间频率信号的需求。本文以位于欧洲白俄罗斯明斯克的复现终端为分析对象,分析了共视、全视不同比对方式对复现时频信号性能的影响。对于洲际范围的时间复现,复现终端与参考端共同可视卫星数变少。单一卫星导航系统可利用的共视卫星数明显减少,GPS/BDS共视可明显增加可视卫星数量,提高共视时间比对精度,全视比对对两地共同可视卫星数没有要求。分析结果表明,单GPS全视比对就可以达到优于GPS/BDS的共视比对复现效果。受BDS卫星星间偏差的影响,基于单BDS全视比对的复现效果比GPS稍差,GPS/BDS全视比对效果略有改善。复现终端运行在GPS/BDS共视比对融合GPS全视比对模式复现的时频信号的性能最优,可以满足洲际范围内5 ns的时间同步要求,为后续洲际大尺度范围的标准时间复现终端的运行模式提供参考。     

基于共视法的电压源远程校准方法及一致性评价研究

本文针对传统电压源校准方法存在的问题,提出了一种基于卫星共视法的电压源远程校准方法,该方法以非实物标准传递为基础,实现将标准器置于实验室而无需传递至现场进行远程校准,可解决引入附加误差的问题,通过设计基于共视法的电压源远程校准系统,建立校准模型,根据共视原理,实现标准端和被校端电压值远程比对,完成校准。本文对远程校准方法和传统校准方法在直流0～1 V校准点校准结果进行了对比,结果显示两种方法的校准结果差距在5.2×10^-5 V以内。本文给出了两种方法在直流1 V校准点的不确定度评定过程,并通过传递比较法对两种方法的校准结果进行了一致性评价,结果表明,远程法在1 V校准点的扩展不确定度为9.182 44×10^-5 V(k=2),且校准结果与传统法具有一致性。     

基于软件接收机和间接链路的卫星双向时间比对性能分析

为改善卫星双向时间比对(TWSTFT)中的周日效应并探究其成因,利用当前ABS-2A卫星的亚欧国际双向时间比对网的冗余性,选取不同时段不同基线长度的卫星双向时间比对链路进行分析。首先将硬件SATRE TWSTFT结果与软件接收机SDR TWSTFT进行比较,然后将SATRE TWSTFT和以亚欧不同实验室为中继站得到的间接TWSTFT结果进行对比分析,最后以完全独立于TWSTFT的GPS精密单点定位(PPP)时间比对为参考,对上述计算结果进行性能评估。结果表明,SDR TWSTFT对亚欧以及亚洲SATRE TWSTFT时间偏差指标(TDEV)平均增益因子为1.75左右。以德国物理技术研究院为中继站的中国科学院国家授时中心和中国计量科学研究院之间的间接链路对直接链路的时间偏差平均增益因子为1.22。     

基于北斗的时间传递方法及其精度分析

GNSS时间传递技术是卫星导航技术在时间频率领域的重要应用,也是时间传递的主要技术手段之一。随着我国北斗卫星导航系统的不断建设,北斗系统在时间频率领域应用的研究也逐步深入。主要基于北斗卫星导航系统特有的IGSO、MEO、GEO卫星星座,开展了基于北斗共视和载波相位时间传递算法研究,研制了北斗时间传递软件包(PPTSlo),并对其时间传递链路精度、稳定度进行了定性、定量分析,实验结果表明北斗共视时间传递精度优于6 ns,北斗载波相位时间传递精度能达到亚纳秒-纳秒精度。     

基于北斗共视的国际时间比对研究

基于全球卫星导航系统的时间比对是当前国际标准时间产生过程中的主要技术之一,美国的GPS和俄罗斯的GLONASS系统都已被国际权度局正式列为国际标准时间比对的手段。为促使北斗尽早加入国际标准时间的计算,中国科学院国家授时中心和瑞典国家技术研究院以及比利时国家天文台等欧洲守时实验室在全球卫星导航系统时间比对标准的框架下,基于上述3个守时实验室各自保持的各国时间基准系统,利用北斗伪码实测数据,在国内外首次开展了北斗卫星导航系统亚欧长基线高精度共视时间比对试验。结果表明,该试验中北斗零基线共钟比对结果的标准偏差(STDEV)优于1 ns,亚欧长基线北斗共视时间比对STDEV优于2.5 ns,天稳可达10-14量级,这与GPS共视性能基本相当。表明我国北斗卫星导航系统现已可用于纳秒级高精度时间传递与远距离时间比对,该试验的完成为北斗正式纳入国际标准时间的计算提供了技术支持。     

卫星双向法时间频率传递中Sagnac效应的计算分析

结合卫星双向法时间传递(TWSTFT),介绍了Sagnac效应原理,推导了Sagnac效应的基本计算公式,并给出详细计算过程.对Sagnac效应在常见几种情况下的应用进行了讨论.这对于卫星时间同步和卫星导航定位具有重要的参考价值和实用意义.     

GNSS多系统PPP融合时间比对方法研究

随着全球导航卫星系统(GNSS)的建设和完善,多系统融合时间比对成为未来发展的趋势.基于中国科学院国家授时中心、捷克无线电工程和电子学院以及瑞典国家计量研究院3个国际重要守时实验室的时间基准系统中四系统GNSS接收机伪距与载波相位观数据,以及国际GNSS服务中心发布的多系统精密轨道和钟差等数据,开展GNSS多系统PPP...     

微波宽带超高精度双向时间比对技术研究

当前微波双向时间比对技术广泛应用于视距区域站间时间同步领域,能够达到纳秒站间时间同步水平,对于时间同步指标更高的应用场景还有待进一步提升。本文利用大带宽扩频信号和载波相位在时间测量性能方面的潜在优异性能,提出了基于宽带信号调制解调技术的微波双向载波相位时间比对方法,设计了原型试验系统,利用氢原子钟和相位微跃计验证了实验室条件下系统的测量不确定度(A类)0.27 ps和分辨力4 ps,达到了预期效果,为后续远距离试验和应用推广奠定了坚实的技术和试验基础。     

一种卫星双向时频传递设备时延差的标定方法

利用卫星双向时间频率传递方法可以实现精度优于1 ns的远程时间同步。卫星双向设备时延差是影响双向比对结果的一项主要误差。目前,国际上通用的方法是利用一套可移动的双向校准设备实现对两套卫星双向设备时延差的校准。该方法存在设备成本高、占用通信卫星资源且对天气条件要求较高等问题。随着i GMAS站和其他监测站点的建设,越来越多站点的接收机监测数据资源可用。提出一种利用各站点监测数据实现对卫星双向设备时延差的校准方法。当卫星双向比对两地同时具有监测数据可用时,可以通过事后数据处理的方式校准两地卫星双向设备的时延差。校准的主要思路是利用精密星历、钟差和电离层产品,从每颗星的伪距测量值中扣除传播路径中的各项延迟,得到本地与导航系统时间的时差。通过对所有可见星的时差结果进行加权、滤波,并扣除接收机间的相对时延,得到比对两地的全视站间钟差。最后,通过与同时段的卫星双向结果进行比较,得到两地卫星双向设备的时延差,校准精度优于1 ns。虽然该方法无法实现亚纳秒量级的校准,但是可以较为简单地标定出两地卫星双向设备的时延差,可以满足纳秒级的时间同步应用需求。     

基于三菱PLC的减少远程通信时间的研究

本文主要描述了远程与三菱FX系列PLC进行通讯时的数据分析,从而达到缩短延时时间的目的.设备远程监测系统通过对远程工业控制设备存储区的读写和扫描,获取设备受监控点的状态值和模拟量值,通过这些值对设备的运行状况做出判断.远程通信及时性要求很高,通过重组发送的数据报文,可以显著减少通信时同.该方法已经运用在上海光华印刷机械厂的印刷设备远程维护的系统中,目前系统运行状况运行良好,这表明该方法稳定可靠.     

基于机器视觉的直线度检测方法的研究

本文针对常见的直线度误差检测方法的局限性,提出了利用机器视觉进行直线度检测的方法,并由此研制了机器视觉直线度检测装置.该装置选用数字摄像头以自动获取被测物件轮廓要素的图像,通过物一屏参数的标定以确定所获视屏信息的实际几何位置属性,进而运用图像处理技术进行数据处理.本文还介绍了逐点划线一比较法和按最小区域法评定直线度误差建立的数学模型,它采用启发式搜索方式,以矩阵运算为平台,通过点线数学距离的符号属性和最高最铑低点相间法则的甄别,从而推理出直线度误差的最终检测结果.     

基于一种改进逐点比较插补法的激光打标机控制加工算法

在激光打标系统中,逐点比较插补法是一种普遍使用的算法。这种算法在控制激光运动轨迹和对图像轨迹的拟合过程中,起到极其重要的作用。由于逐点比较插补法具有运算直观,脉冲输出均匀,调节方便等特点,所以是一种较为适合打标机系统应用的插补算法。但是传统的逐点比较插补算法存在精度低和速度慢等问题。为了改善该算法的性能,对传统逐点比较插补算法进行了改进,并进行了计算和模拟仿真。结果表明改进比较插补算法在精度和速度上都有明显提高。     

基于改进Hough变换的检测前跟踪方法

在微弱目标检测的算法研究中,检测前跟踪(TBD)方法是在低信噪比情况下目标检测的有效途径.一种基于信息辅助的Hough变换微弱目标检测方法被提出.该方法着重Hough变换在距离一多普勒一帧三维空间中的应用.它利用基于系统先验信息的点斜式Hough变换估计目标航迹进行跟踪,然后再根据估计航迹进行多帧积累提高目标信号SNR的方法能对微弱目标检测.由于利用了先验信息,算法的运算量被有效地降低了.蒙特卡洛仿真验证了所提方法的有效性.     

基于改进自适应局部迭代滤波的谐波检测方法研究

针对大量非线性负荷及电力电子设备广泛应用导致的电力系统谐波成份非平稳性和复杂性日益突出,难以识别和检测的问题,在引入自适应局部迭代滤波算法的基础上,提出了基于改进自适应迭代滤波与希尔伯特变换的谐波检测方法。改进自适应迭代滤波算法利用Fokker-Planck方程构建滤波函数,经滤波筛选获取具有平稳特征的本征模态分量,具有坚实的数学基础,且能够有效地避免经验模态分解算法存在的模态混叠问题。首先利用改进自适应迭代滤波算法分解得到周期分量,对各分量进行Hilbert变换,提取包括频率、幅值、相位在内的谐波特征参数。测试信号及实测数据分析结果证明了所用方法的有效性,与经验模态分解的对比结果充分验证了本方法在电力系统谐波检测中的强适应性。     

基于改进贝叶斯估计的水下地形匹配辅助导航方法

以多波束测深数据为依据,提出了一种基于贝叶斯估计的智能水下机器人(autonomous underwater vehicle,AUV)水下地形匹配辅助导航方法,针对在地形特征不明显区域该方法伪点增多的不足,引入了费希尔判据准则,提出了一种以最大有向特征参数作为二次判别依据的贝叶斯-费希尔估计方法,该方法有效地减少了伪点的个数,增强了地形平坦区域的识别率,对初始定位误差具有良好的鲁棒性。基于电子海图数据和多波束海上实验数据的仿真定位结果,表明了该方法的有效性和可行性。     

基于改进共轭梯度法的ERT图像重建

针对电阻层析成像(ERT)图像重建中灵敏度矩阵的病态特性导致共轭梯度法的收敛率低的问题,提出了改进的共轭梯度算法,ERT图像重建前先对数据进行归一化预处理,将解空间映射到Krylov子空间中,再通过共轭梯度法求解低维子空间中的反问题。分别利用共轭梯度法、预处理共轭梯度法和改进共轭梯度法对典型的气水两相流模型做了仿真实验。实验结果表明,改进共轭梯度法能够提高重建图像的质量,并且相对于其他算法,降低了计算时间。     

ROI的海洋监视卫星遥感图像压缩算法

针对海洋监视卫星遥感图像的特点,提出了一种基于感兴趣区域(ROI)的自适应海洋遥感图像近无损压缩算法.对图像进行了形态Harr小波最大提升后,在一个分辨率低的高频子带中利用阈值和八邻域连通分析方法检测出目标,使用外接矩形与环面的交集来描述ROI,其他分辨率高频子带的ROI通过Mosaic放大得到.高频子带中的ROI采用Rice无损熵编码方法,非ROI进行比特平面编码.低频子带采用DPCM和Rice结合的无损编码方法.实验结果表明,该算法能有效地划分ROI,且没有明显的ROI分割痕迹.在中低比特率时,本文算法的峰值信噪比(PSNR)比JPEG2000的高2～5 dB,在高比特率时,两者的PSNR均在45 dB以上.本文算法计算复杂度低,易于硬件实现,且具有自适应性和数据包独立的优点,适用于海洋监视卫星遥感图像的近无损压缩.     

基于WEB的数控系统远程控制的研究

介绍了对数控系统进行远程控制可采用的几种方法。针对目前基于PC机的开放式数控系统的特点和WEB技术的优势,对通过WEB进行数控系统的远程控制进行了有意义的探索,并分析了所使用的关键技术。