网络化时频测试实验室关键技术分析与实现

网络化测试是测试系统发展的重要方向,对于精密的时间频率信号的测量,网络化测试尤其重要。通过网络对测试设备进行远程控制,可以摆脱地域限制,随时对测量过程进行远程监控,并且通过网络设置测量参数,可以减少人为活动对测量的干扰,提高测量精度。这一方面可以使许多昂贵的硬件资源得以共享,另一方面还便于测试系统的扩展和测试效率的提高。文章首先介绍了网络化仪器的优势,然后详细阐述了系统实现的关键技术、基本组成、工作原理及软件功能实现。     

活性多糖β—葡聚糖的制备

采用酶解的方法，对提取大麦中β－葡聚糖进行了探讨，并对提取产品中的还原糖和β－葡聚糖进行了分析。提取物还原糖含量为零，β－葡聚糖的含量为９１％。     

遮挡环境下原子钟和气压测高仪辅助北斗定位方法研究

在城市峡谷等遮挡环境下,接收机无法连续进行定位解算;并且高程定位精度不能满足用户在立交桥或者盘山公路等环境下的定位需求。在接收机内使用原子钟,可以利用原子钟的高稳定性,对钟差进行高精度的预测。并通过与气压测高仪共同辅助北斗系统定位,可以有效提高接收机的定位精度和连续性;该文首先理论分析了原子钟和气压测高仪辅助定位算法;然后,提出一种气压测高仪初始化校正方法,并通过对钟差噪声类型的分析确定了钟差预测方法;最后,模拟遮挡环境,进行原子钟和气压测高仪辅助北斗卫星导航系统定位试验,并分析了定位结果。结果表明:仅跟踪两颗可见卫星,便可以进行定位解算,并且垂直方向上的定位误差从8.2 m (RMSE)下降到了5.2 m,定位结果的波动从4.6 m下降到了0.8 m。     

频率源开机输出的补偿

对频率源开机时刻输出频率进行补偿对频率源的快速启动有重要的意义.由于频率源的开机特性与稳定以后的特性不同,它不能再用二次函数或三次函数进行预测和补偿,笔者研究利用反正切函数对频率源开机时刻输出频率进行预测和补偿.实验结果表明:用反正切函数进行补偿,在3个数据点以后就可以把频率源的输出频率从标称值的1E-4稳定到7E-6,这个结果比二次函数的结果好4倍以上,也好于三次函数的补偿结果.     

基于UTC(NTSC)的时间频率远程校准与溯源研究

中国科学院国家授时中心保持的协调世界时UTC (NTSC)性能居于国际前列.基于该条件及GPS共视时间传递技术,提出了时间频率连续比对方法并根据此方法研制了时间频率远程校准系统,用于实现远程用户时间频率校准及向UTC(NTSC)的高精度溯源.首先,阐述了时间频率远程校准系统的设计思想和框架,并对远程用户通过该系统向UTC(NTSC)实现时间频率溯源的过程进行了分析;然后,对系统的时间不确定度和频率不确定度进行了估计.分析结果说明,系统的合成扩展时间不确定度优于14 ns,合成扩展频率不确定度优于2.6×10-13,可较好的完成远程用户向UTC(NTSC)的高精度溯源.     

用Kalman滤波器对原子钟进行控制

介绍了一种利用Kalman滤波器进行原子钟控制的方法, 并对此方法作了改进, 可以把一个原子钟的相位——时间非常精确地控制到时间标准上. 最后, 利用国家授时中心的实测数据对这种方法作了验证, 证明这种方法切实可行, 控制后原子钟与所选择的参数钟UTC(NTSC)的最大钟差不大于10ns.     

基于改进的卫星共视法的远程时间比对研究

为了解决标准卫星共视法中存在的两个局限性:一是其完整的观测周期为16 min,只有13 min有观测数据,存在3 min观测间隙;二是数据事后交换处理模式,导致比对结果生成严重滞后,不满足实时性的要求。本文提出了一种改进的卫星共视法,改进的卫星共视法不使用国际权度局规定的共视跟踪表,而是采用时间频率连续比对的方法,以10 min(或其整数倍)作为一个观测周期,并同时对观测数据进行处理,当一个周期结束时,立即进入下一个观测周期,去除了标准卫星共视法中每个观测周期内的观测死区时间,增加了观测数据量,实现了时间频率的连续比对。最后,文中利用改进的卫星共视法研制了一套高精度远程时间频率校准系统,并与标准卫星共视法比对结果进行了对比分析,得出零基线情况下,改进的卫星共视法授时精度达到0.295 ns,与相同条件下标准卫星共视法比对结果 0.554 ns相比有了提高。另外,在长基线条件下,改进卫星共视法的授时精度达到3.12 ns,频率稳定度天稳达到8.24 e-14。     

光纤时间传递溯源钟差粗差探测算法

卫星导航系统时间对溯源链路的可靠性和同步精度提出要求。采用光纤时间传递技术实现的溯源链路可获得高精度的溯源钟差,提高卫星导航系统时间同步精度。但由于光纤传输链路、光纤设备和基准输入信号等中断或干扰降低溯源链路可靠性并导致溯源钟差存在粗差影响溯源模型精度,因此需要对溯源链路状态实时监测,并在估计溯源模型参数前对溯源钟差数据进行粗差探测。对此,通过引入最小二乘推估理论,推导基于光纤时间传递的溯源钟差拟合残差统计特性,提出针对光纤时间传递溯源钟差的滑动窗口粗差实时探测方法。实验以某卫星导航试验系统长度为56 km、时间传递不确定度优于100 ps的光纤溯源链路实测钟差数据为例,验证了所提方法的可行性与有效性。     

关于小波分解原子时算法的频率稳定度

介绍了原子时的ALGOS算法、Kalman算法及小波分解算法的原理。分析了这3种算法的特点，并比较了3种算法计算的原子时的稳定度。实验结果表明，小波分解原子时在取样时间大于150天的稳定度不比ALGOS算法和Kalman算法差的前提下，取样时间小于150天的稳定主明显优于前两。     

多通道精密时间间隔测量系统的研制

为了更方便地在科学研究和工程实践中对多个物理事件之间的时间间隔进行测量,扩大测量量程,提出了一种多通道、大量程的精密时间间隔测量系统的研制方法。系统的设计采用集成的数字时间转换芯片TDC-GPX,运用管道式预处理和逻辑门延迟线方法,能实现8个通道的同时测量,测量精度可达50 ps,测量范围为5.5 ns~4 294 s,在TDC-GPX芯片的内部再触发模式下,通过编程进一步扩展还可以实现无限制测量量程的测量。