时间频率标准远距离校准系统

论文摘要

高精度原子频率标准（铯原子、氢原子等）,可提供精确、统一的频率和时间信号,因具有优良的准确度和长期稳定性能,已经广泛应用于载人航天工程、导弹卫星发射以及电子对抗等试验任务中。目前采用搬运送检的方式,存在较大的缺陷。研究时间频率标准的远距离校准技术和方法,有效地对时间频率标准进行远距离校准和检定具有重要意义。本文采用GPS共视比对技术对时间频率标准主要参数进行远距离校准及计量检定,建立覆盖范围广、测量精度高的远距离校准系统。根据目前时间频率标准的实际要求,构建由专业的时间传递接收机和自行研制的MTC-I共视校频仪等组成的硬件系统,实现多通道GPS卫星跟踪、校频。编制TTRMonitor软件实现对TTR-6时间传递接收机导航电文的采集和数据处理等功能;MTC-I共视校频仪接口软件完成多通道共视比对的测量、采集和处理;CVDPS共视比对工具箱采用Matlab平台强大的数学运算功能和先进的GUI设计技术,按照GGTTS要求进行GPS共视比对数据处理、GPS校频;建立远距离校准服务网站,用于共视比对数据、跟踪表的发布共享和技术交流。系统软件操作简单、功能完善、通用性和稳定性强,顺利完成各项测试要求的同时大大提高测试精度和效率。开展大量的工程技术试验,通过不同方法和测量原理对系统的实际应用、基线长度进行验证,并在此基础上对数据处理方法作近一步研究。分析影响系统测量精度的各项因素,完成系统不确定度的评定。本文为目前时间频率标准远距离校准及计量检定提供一种新的解决方案,相关部门只需根据自身需求作较小的修改便可推广使用,具有较强的实用性和良好的经济效益。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外远距离时间传递发展动态
• 1.3 本论文的主体内容
• 第二章 GPS 远距离共视比对技术
• 2.1 GPS 技术相关知识
• 2.1.1 GPS 系统组成
• 2.1.2 GPS 卫星发播信号
• 2.1.3 GPS 导航电文
• 2.2 GPS 时间测量原理
• 2.2.1 GPS 时间
• 2.2.2 GPS 时间测量与同步基本原理
• 2.2.3 时间测量基本方法
• 2.3 GPS 共视比对技术
• 2.3.1 共视比对法基本原理
• 2.3.2 国际共视比对规定
• 2.3.3 影响GPS 共视比对的关键技术
• 第三章 远距离共视比对硬件系统
• 3.1 系统概述
• 3.1.1 系统介绍
• 3.1.2 技术指标
• 3.2 硬件系统组成
• 3.2.1 参考原子频率标准
• 3.2.2 TTR-6 时间传递接收机
• 3.2.2.1 测量原理
• 3.2.2.2 仪器组成及功能简介
• 3.2.3 MTC-I 共视校频仪
• 3.2.3.1 技术指标
• 3.2.3.2 测试基本原理
• 3.2.3.3 显示屏及指示灯
• 3.2.3.4 后面板示意图
• 3.3 设备安装和位置坐标定位
• 3.3.1 实验室环境要求
• 3.3.2 电缆延迟测试及天线定位
• 3.4 远距离校准服务网络
• 第四章 远距离共视比对软件系统
• 4.1 TTRMONITOR监控软件
• 4.1.1 开发工具介绍
• 4.1.1.1.N ET 概述
• 4.1.1.2 C#语言
• 4.1.2 TTRMonitor 监控软件设计流程
• 4.1.3 软件模块功能简介
• 4.2 MTC-I 系统接口软件
• 4.2.1 串口编程
• 4.2.1.1 MSComm 控件
• 4.1.1.2 系统串口设置代码
• 4.2.2 接口软件概述
• 4.2.3 接口软件功能设计
• 4.3 CVDPS 共视比对处理工具箱
• 4.3.1 Matlab 软件简介
• 4.3.2 共视比对工具箱功能介绍
• 4.3.3 数据处理方法研究
• 4.3.3.1 共视比对测量数据处理
• 4.3.3.2 测量结果数据计算
• 4.4 远距离校准服务网站
• 4.4.1 JSP 技术简介
• 4.4.2 JDBC 技术简介
• 4.4.3 远距离时间频率校准服务网站功能
• 第五章 远距离共视比对系统测试
• 5.1 GPS 校频测试
• 5.1.1 氢原子钟测试
• 5.1.2 铯原子钟测试
• 5.2 零基线共视比对
• 5.3 短基线共视比对
• 5.4 长基线共视比对
• 5.5 闭合差测试
• 5.6 多通道共视比对
• 5.7 搬运钟比对测试
• 5.7.1 测试过程
• 5.7.2 数据分析
• 5.8 系统测试结果分析
• 第六章 系统不确定度分析
• 6.1 卫星时间传递测量不确定度
• 6.2 系统测量不确定度评定
• 第七章 结束语
• 7.1 全文总结
• 7.2 研究工作展望
• 致谢
• 参考文献