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近圆轨道低轨航天器星地时频比对
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作者 刘通 陈浩 郭鹏斌 《国防科技大学学报》 北大核心 2025年第1期105-112,共8页
针对使用微波双向“Λ”方式实现近圆轨道低轨航天器星地高精度时频比对的问题,提出一种使用短期过境数据的统计学特性生成伪测量数据、填充不可见时段的缺失数据,并计算时频比对长期稳定性的新算法,使用仿真数据校验了算法的有效性。... 针对使用微波双向“Λ”方式实现近圆轨道低轨航天器星地高精度时频比对的问题,提出一种使用短期过境数据的统计学特性生成伪测量数据、填充不可见时段的缺失数据,并计算时频比对长期稳定性的新算法,使用仿真数据校验了算法的有效性。为分析航天器定轨误差对时频比对的影响,利用Hill方程,星地时间比对中的相对运动模型和相对论频移模型分析计算了不同天稳指标对轨道误差的要求,ps量级天稳指标对轨道误差的要求为,径向和切向误差在10 m左右,法向误差约1 200 m;亚ps量级天稳指标对轨道误差的要求为,径向和切向误差在1 m左右,法向误差约120 m。结果表明,航天器定轨精度不是星地双向时间比对性能达到0.01ps量级短稳、亚ps量级天稳的限制性因素。 展开更多
关键词 时频比对 轨道确定 Hill方程 数据缺失 相对论频移
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电网时钟系统的北斗/GPS双模同步技术研究 被引量:27
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作者 郭彬 单庆晓 +2 位作者 肖昌炎 杨俊 刘国华 《计算机测量与控制》 CSCD 北大核心 2011年第1期139-141,共3页
现代电力系统覆盖范围广,各种系统和自动化装置都要求严格的时钟同步;目前应用于我国电网中的时间同步技术主要是基于美国全球定位系统(GPS)的卫星授时;从电网的安全性和稳定性出发,对基于北斗/GPS双模授时的时间同步技术进行了研究,设... 现代电力系统覆盖范围广,各种系统和自动化装置都要求严格的时钟同步;目前应用于我国电网中的时间同步技术主要是基于美国全球定位系统(GPS)的卫星授时;从电网的安全性和稳定性出发,对基于北斗/GPS双模授时的时间同步技术进行了研究,设计了采用多同步源自适应同步技术,北斗、GPS和本地高稳恒温晶体振荡器(OCXO)互为热备的时间同步系统;该系统时间同步精度优于±0.1μs,守时精度优于1μs/min,符合电网时间同步系统技术要求,具有一定的实用价值和推广应用价值。 展开更多
关键词 GPS 北斗 授时 IRIG_B码
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卫星双向法时间比对的归算 被引量:40
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作者 李志刚 李焕信 张虹 《天文学报》 CSCD 北大核心 2002年第4期422-431,共10页
卫星双向法比对原理为两个台站同步发送和接收时间信号,可消除传递路径误差,因此比对精度高.它的缺点是效率低、占用大量卫星时间,也不适于自动化操作.现正在研制的终端可多台站同时观测,克服了上述缺点.利用新的终端提出一种新的处理方... 卫星双向法比对原理为两个台站同步发送和接收时间信号,可消除传递路径误差,因此比对精度高.它的缺点是效率低、占用大量卫星时间,也不适于自动化操作.现正在研制的终端可多台站同时观测,克服了上述缺点.利用新的终端提出一种新的处理方法,研究表明多台站观测的同时性有更多的信息可提取.以提高比对精度. 展开更多
关键词 卫星双向法 时间比对 归算 天体测量学 时间服务 国际原子时 原子钟
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我国授时服务体系发展现状分析 被引量:36
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作者 华宇 郭伟 +1 位作者 燕保荣 徐永亮 《时间频率学报》 CSCD 2016年第3期193-201,共9页
随着授时系统的建设和发展,我国逐步形成了相对完善的授时服务体系。从授时服务体系的架构出发,简要总结了授时服务的民用和军用需求,并介绍了我国现有授时服务体系中的授时发播系统,包括工作原理及其技术特点,列举了国内外相关授时标... 随着授时系统的建设和发展,我国逐步形成了相对完善的授时服务体系。从授时服务体系的架构出发,简要总结了授时服务的民用和军用需求,并介绍了我国现有授时服务体系中的授时发播系统,包括工作原理及其技术特点,列举了国内外相关授时标准和规范,以及正在发展中的授时新技术。同时,对我国授时服务体系的发展现状进行了分析总结,并提出了建设性意见。 展开更多
关键词 授时服务 时间同步 卫星授时 授时技术
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UTC(NTSC)远程高精度复现方法研究及工程实现 被引量:18
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作者 刘娅 陈瑞琼 +1 位作者 赵志雄 李孝辉 《时间频率学报》 CSCD 2016年第3期178-192,共15页
中国科学院国家授时中心建立了与协调世界时(UTC)同步的UTC(NTSC),为了能让更多用户使用溯源到UTC的高精度时间频率信号,开发了UTC(NTSC)远程高精度复现系统,解决了标准卫星共视方法测量存在间断,且不能实时输出比对结果的问题。试验表... 中国科学院国家授时中心建立了与协调世界时(UTC)同步的UTC(NTSC),为了能让更多用户使用溯源到UTC的高精度时间频率信号,开发了UTC(NTSC)远程高精度复现系统,解决了标准卫星共视方法测量存在间断,且不能实时输出比对结果的问题。试验表明,复现时间与UTC(NTSC)偏差小于2 ns,频率准确度优于1×10^(-15)。详细介绍了UTC(NTSC)远程高精度复现系统的工作原理和实现方法,以及为提高复现精度、增强系统可靠性采用的技术手段。 展开更多
关键词 时间溯源 协调世界时(UTC) 时间复现 卫星共视
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LIP Cs3000C磁选态铯原子钟的测试 被引量:12
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作者 陈江 王骥 +6 位作者 马沛 郭磊 涂建辉 杨炜 崔敬忠 马寅光 成大鹏 《时间频率学报》 CSCD 2018年第3期190-193,共4页
小型磁选态铯原子钟性能高、应用广,目前产品严重依赖进口。报道了一款国产的小型磁选态铯原子钟LIP Cs3000C,其束光学采用了单束的S型方案。LIP Cs3000C铯钟的频率稳定度测试结果为:5.0×10^(-12)/s,3.5×10^(-12)/10s,8.5... 小型磁选态铯原子钟性能高、应用广,目前产品严重依赖进口。报道了一款国产的小型磁选态铯原子钟LIP Cs3000C,其束光学采用了单束的S型方案。LIP Cs3000C铯钟的频率稳定度测试结果为:5.0×10^(-12)/s,3.5×10^(-12)/10s,8.5×10^(-13)/100s,2.7×10^(-13)/1ks,8.5×10^(-14)/10ks,2.7×10^(-14)/100ks。通过分析影响寿命的因素,预计该钟的寿命为5年。LIP Cs3000C铯钟的成功研制为实现高性能铯钟的国产化替代奠定了基础。 展开更多
关键词 磁选态 铯原子钟 电子倍增器 频率稳定度
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基于数据文件读取的GPS信号模拟技术 被引量:15
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作者 单庆晓 陈建云 +1 位作者 钟小鹏 杨俊 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2009年第5期79-84,共6页
介绍了一种基于数据文件读取的GPS信号模拟技术。采用专门的软件系统产生包含GPS电文和观测数据的数据文件,再作为文件存储在SD卡上。仿真时读取导航电文和相应的伪距,同时产生多星的伪码,实现导航电文的调制。伪距的延迟通过数字延迟... 介绍了一种基于数据文件读取的GPS信号模拟技术。采用专门的软件系统产生包含GPS电文和观测数据的数据文件,再作为文件存储在SD卡上。仿真时读取导航电文和相应的伪距,同时产生多星的伪码,实现导航电文的调制。伪距的延迟通过数字延迟滤波器实现。最后通过正交调制的方法得到GPS射频信号。当数据文件改变时,GPS模拟信号也随之改变。信号处理的主要功能由一片FPGA实现。所有的信号模拟功能均集成在一块电路板上。该信号模拟器可以满足部分GPS接收机的测试需求。 展开更多
关键词 GPS信号模拟 数据文件 FPGA
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GPS近实时共视观测资料处理算法研究 被引量:6
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作者 杨旭海 胡永辉 +2 位作者 李志刚 李孝辉 郑兴武 《天文学报》 CSCD 北大核心 2003年第2期204-214,共11页
GPS共视资料的高精度快速处理可实现近实时共视时间传递,常见的平滑方法不能满足近实时并视的要求。分析GPS共视资料特点,设计一种卡尔曼滤波算法,对共视资料进行近实时处理,以便削弱观测噪声,估计异地钟差。对相距2000多公里的中国科... GPS共视资料的高精度快速处理可实现近实时共视时间传递,常见的平滑方法不能满足近实时并视的要求。分析GPS共视资料特点,设计一种卡尔曼滤波算法,对共视资料进行近实时处理,以便削弱观测噪声,估计异地钟差。对相距2000多公里的中国科学院国家授时中心(NTSC)与日本通信综合研究所(CRL),和相距1000多公里的CRL与韩国计量科学研究院(KRIS)的共视观测资料处理结果表明:卡尔曼滤波算法所得钟差与根据BIPMT公报所得钟差的均方根误差分别优于2.9ns和2.6ns。为进一步提高比对精度,最后对近实时共视应用于多站点间相互比对的情况,提出在卡尔曼滤波算法基础上使用间接观测平差处理技术,根据共视网络中站点间距离设置观测权值,通过解矛盾方程组得到两站钟差。以NTSC、CRL和KRIS3站比对为例,以BIPMT公报得到的钟差为标准,对间接观测平差处理前后的数据比较表明,近实时比对精度可进一步提高。 展开更多
关键词 GPS 共视 天体测量学 精度
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一种时间尺度算法的稳定度分析 被引量:6
9
作者 柯熙政 李孝辉 +1 位作者 刘志英 邓方林 《天文学报》 CSCD 北大核心 2001年第4期420-427,共8页
介绍了国际权度局时间频率分部的ALGOS原子时算法的原理 ,并提出了建立在小波分解基础上的一种新的时间尺度算法 ,它可以提取原子钟在不同频率范围内的不同稳定度 .实验结果表明
关键词 原子时 小波分解 频率稳定率 时间尺度算法 ALGOS算法
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转发式测定轨技术及其研究进展 被引量:8
10
作者 杨旭海 丁硕 +10 位作者 雷辉 曹芬 李志刚 郭际 李伟超 孙保琪 陈亮 黄承强 成璇 弓剑军 龚婕 《时间频率学报》 CSCD 2016年第3期216-224,共9页
基于卫星双向时间传递原理,国家授时中心提出了转发式卫星测定轨方法,已将GEO通信卫星的测定轨精度提高到米级水平。近年来,转发式测定轨技术不断发展完善,观测目标已由单一GEO卫星扩展到北斗IGSO卫星(I1-S)。本文描述了转发式测量模型... 基于卫星双向时间传递原理,国家授时中心提出了转发式卫星测定轨方法,已将GEO通信卫星的测定轨精度提高到米级水平。近年来,转发式测定轨技术不断发展完善,观测目标已由单一GEO卫星扩展到北斗IGSO卫星(I1-S)。本文描述了转发式测量模型,并给出了转发式测定轨新系统对GEO卫星和北斗IGSO卫星(I1-S)的测定轨结果。经过试验验证,GEO、IGSO卫星的重叠弧段的轨道差的RMS值已分别达到2 m和0.9 m。长期的试验应用和分析表明,转发式测定轨技术的主要特色和优越性在于:转发测距与钟差分离,便于实现精密定轨;以精密时间测量为基础,测距精度高(2 cm),并且不受气象条件制约;使用微波频段和扩频技术,易于远距离测轨;该技术所需的星上透明转发器载荷成熟且易于小型化。从未来应用来看,转发式测定轨技术适用于中高轨航天器的精密测定轨,尤其对高轨卫星测定轨有明显优势,可用于开展相关科学研究。 展开更多
关键词 卫星双向时间频率传递 转发式测定轨技术 GEO卫星 IGSO卫星
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利用AM22进行国际卫星双向时间频率传递 被引量:8
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作者 武文俊 张虹 +3 位作者 广伟 张继海 董绍武 李焕信 《时间频率学报》 CSCD 2017年第3期155-160,共6页
2016年2月,中国科学院国家授时中心和德国物理技术研究所利用俄罗斯AM22卫星重新开通了已停止两年六个月的欧亚卫星双向时间频率传递链路。为降低该时间传递链路的不确定度,利用国际权度局的GPS移动校准站对其进行了直接校准,使其总不... 2016年2月,中国科学院国家授时中心和德国物理技术研究所利用俄罗斯AM22卫星重新开通了已停止两年六个月的欧亚卫星双向时间频率传递链路。为降低该时间传递链路的不确定度,利用国际权度局的GPS移动校准站对其进行了直接校准,使其总不确定度达到了1.5 ns。选取2016年8月中国科学院国家授时中心和德国物理技术研究所的国际卫星双向比对数据对其分析,结果表明:利用AM22通信卫星实现的欧亚卫星双向时间比对链路1 d内的频率相对不确定度和时间不确定度分别可以达到10-15和1 ns。 展开更多
关键词 TWSTFT GPS PPP 时间传递
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Vondrak平滑因子最佳确定方法及在时间比对数据中的应用 被引量:8
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作者 赵书红 广伟 +2 位作者 袁海波 屈俐俐 尹东山 《时间频率学报》 CSCD 2015年第1期21-29,共9页
考虑到原子钟比对数据和远程时间比对数据的噪声水平具有时变性,因此选用Vondrak平滑方法对这两种数据进行平滑,并用交叉证认法动态地选取平滑因子。利用模拟数据验证了交叉证认法的有效性,并利用实测的原子钟比对数据及远程时间比对数... 考虑到原子钟比对数据和远程时间比对数据的噪声水平具有时变性,因此选用Vondrak平滑方法对这两种数据进行平滑,并用交叉证认法动态地选取平滑因子。利用模拟数据验证了交叉证认法的有效性,并利用实测的原子钟比对数据及远程时间比对数据对该方法进行分析验证,结果表明交叉证认法可以针对不同类型的数据,计算得到客观、最佳的平滑因子,有效地滤除原子钟比对数据和远程时间比对数据中的大部分噪声,对进一步提高时间保持精度有积极的意义。 展开更多
关键词 Vondrak平滑 交叉证认法 平滑度 拟合度 时间比对
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地基长波授时系统/GNSS组合定位技术研究 被引量:8
13
作者 刘音华 李孝辉 +1 位作者 刘长虹 李实锋 《时间频率学报》 CSCD 2017年第3期161-177,共17页
GNSS星基导航系统易受敌方干扰,且易受遮挡,使其在军事应用中存在较大的风险和局限性。地基长波授时系统具有发射功率大、抗电磁干扰强等优势,且长波发射台可以当作GNSS系统的伪卫星来使用。因此,长波授时系统和GNSS系统进行组合定位取... GNSS星基导航系统易受敌方干扰,且易受遮挡,使其在军事应用中存在较大的风险和局限性。地基长波授时系统具有发射功率大、抗电磁干扰强等优势,且长波发射台可以当作GNSS系统的伪卫星来使用。因此,长波授时系统和GNSS系统进行组合定位取长补短,可以大大提高导航系统的可用性,降低在军事应用中的风险。首先从性能上分析两个系统进行组合定位的可行性;再从理论上对双系统组合定位方法进行研究,并提出校正—融合的组合定位算法用以修正长波授时系统的系统误差,进一步优化组合定位性能;然后,以西安为例分析长波授时系统和北斗系统组合定位对几何精度因子的改善情况;最后,基于实测数据研究长波授时系统和北斗系统组合定位性能。研究结果表明,地基长波授时系统与北斗组合定位,能大大改善几何精度因子,对多遮挡环境下的改善尤为明显。采用笔者提出的组合定位算法,基于北斗伪码接收机可以达到数十米量级的定位精度,相比北斗单系统导航组合定位精度有一定恶化,但是如果后期对长波数据增加平滑滤波处理,组合定位性能会进一步提升。 展开更多
关键词 GNSS 长波授时 组合定位 DOP 定位精度
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世界时与地球时转换经验公式的改进与比较 被引量:10
14
作者 雷伟伟 李凯 张捍卫 《飞行器测控学报》 CSCD 2015年第6期552-557,共6页
针对世界时与地球时的差值△T问题,提出了新的拟合多项式。基于美国海军天文台发布的1657年~2020年间的△T数据,以及IERS(International Earth Rmarionand referencesy stems Service,国际地球自转和参考系服务组织)公报中公布的L... 针对世界时与地球时的差值△T问题,提出了新的拟合多项式。基于美国海军天文台发布的1657年~2020年间的△T数据,以及IERS(International Earth Rmarionand referencesy stems Service,国际地球自转和参考系服务组织)公报中公布的LS(Leap Seconds,跳秒)数据,在美国NAsA(National Aeronauties and Space Administration,国家航空航天局)经验公式的基础上进行了改进,分别用3次、4次、5次、6次多项式进行拟合。然后,基于最小二乘法得到一组多项式经验公式,可适用于公元纪年、儒略日、简约儒略日以及从J2000.0起算的儒略世纪数等4种时间格式。通过精度计算表明,该组经验公式计算结果与USNO(United States Navy Observatory,美国海军天文台)基准序列的残差不超过±1.29s,与IERS基准序列的残差不超过±0.16s,整体优于NASA经验公式的计算精度。同时还给出了得到更高精度经验公式的拟合方法。 展开更多
关键词 时间转换 世界时 地球时 NASA 经验公式 多项式拟合 最小二乘法 拟合残差
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基于卫星共视的标准时间远程高精度复现方法研究 被引量:9
15
作者 刘娅 陈瑞琼 +2 位作者 赵志雄 樊多盛 李孝辉 《时间频率学报》 CSCD 2018年第3期194-199,共6页
提出了一种基于卫星共视原理,能在用户所在地复现与标准时间同步的时间频率信号的方法,并设计实现了一套标准时间高精度复现系统,支撑系统内各终端实时与基准终端交换、处理共视比对数据,使各终端输出与标准时间同步的时频信号,该信号... 提出了一种基于卫星共视原理,能在用户所在地复现与标准时间同步的时间频率信号的方法,并设计实现了一套标准时间高精度复现系统,支撑系统内各终端实时与基准终端交换、处理共视比对数据,使各终端输出与标准时间同步的时频信号,该信号还能经UTC(NTSC)溯源到国际标准时间,实现与各国标准时间同步。测试结果显示,基于铯原子钟的复现终端能在异地复现出与标准时间同步偏差小于4ns的信号,天频率稳定度为1.75×10^(-14),取样时间100ks时最大时间间隔误差6.01ns。 展开更多
关键词 时间溯源 时间同步 卫星共视
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基于DP83640硬件辅助的IEEE1588研究及实现 被引量:11
16
作者 王康 胡永辉 何在民 《时间频率学报》 CSCD 2011年第1期1-8,共8页
随着高精度时间同步的广泛应用,采用硬件辅助的IEEE1588协议已成为减少同步误差提高同步精度的理想途径。分析了DP83640物理层芯片的功能结构与IEEE1588时间同步基本原理,构建了以DP83640为主要组成部分的时钟同步功能模块,验证了同步... 随着高精度时间同步的广泛应用,采用硬件辅助的IEEE1588协议已成为减少同步误差提高同步精度的理想途径。分析了DP83640物理层芯片的功能结构与IEEE1588时间同步基本原理,构建了以DP83640为主要组成部分的时钟同步功能模块,验证了同步过程。实验及分析表明,在局域网内采用DP83640硬件辅助的IEEE1588协议同步精度可达到纳秒量级。 展开更多
关键词 IEEE1588 DP83640物理层芯片 时间同步 时间戳
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卫星双向法时间频率比对系统的研究与构建 被引量:4
17
作者 朱江淼 韩东 +1 位作者 高源 郭楷 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 2011年第3期509-516,共8页
卫星双向法时间频率比对技术有效解决了GPS共视法(GPS-CV)比对精度难以满足现实需求的问题,其比对精度可达0.3ns左右.本文根据卫星双向法基本原理,构建了卫星地面接收系统,用于发射和接收时间频率信号.同时进行了初步的数据处理,在综合... 卫星双向法时间频率比对技术有效解决了GPS共视法(GPS-CV)比对精度难以满足现实需求的问题,其比对精度可达0.3ns左右.本文根据卫星双向法基本原理,构建了卫星地面接收系统,用于发射和接收时间频率信号.同时进行了初步的数据处理,在综合考虑路径时延等因素的影响下,将最终结果与德国联邦物理技术研究院(PTB)的计算结果进行比较,其一致性非常好,表明该系统工作可靠.该系统已成功应用于中国计量科学研究院(NIM)守时和授时工作. 展开更多
关键词 卫星双向法 GPS共视法 时频比对 路径时延
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国产原子钟的噪声及守时性能研究 被引量:5
18
作者 宋会杰 董绍武 +5 位作者 王翔 王燕平 张继海 屈俐俐 赵书红 张首刚 《时间频率学报》 CSCD 2022年第4期270-278,共9页
我国时间工作在取得长足进步的同时,也面临着解决关键核心技术问题,加速守时系统关键设备的国产化进程,开展基于国产原子钟的时间基准保持关键技术研究,解决我国标准时间自主产生是当前面临的迫切问题。时间基准保持关键技术研究的基础... 我国时间工作在取得长足进步的同时,也面临着解决关键核心技术问题,加速守时系统关键设备的国产化进程,开展基于国产原子钟的时间基准保持关键技术研究,解决我国标准时间自主产生是当前面临的迫切问题。时间基准保持关键技术研究的基础是国产原子钟噪声及守时性能的分析。文中通过对国产原子钟测量数据进行小波多尺度分解,得出不同分解尺度下的噪声强度。分别基于经典加权平均算法和Kalman滤波算法计算国产钟所产生的纸面时间尺度,并比较2个时间尺度的准确度、稳定度和实时性。得出Kalman滤波时间尺度的准确度优于经典加权平均算法,5天以上的稳定度优于经典加权平均算法时间尺度的稳定度,并且Kalman滤波算法实时性强。 展开更多
关键词 原子钟噪声 时间尺度 小波变换 KALMAN滤波
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GPS精密授时系统在煤矿微震监测定位中的应用 被引量:4
19
作者 赵龙 李本喜 +1 位作者 王皓 潘一山 《黑龙江大学自然科学学报》 CAS 北大核心 2005年第6期819-821,共3页
GSP授时系统具有技术先进、性能优良、安全可靠、维护管理方便等优点,价格越来越低、性能越来越好,因此在许多领域得到广泛的应用。分析了煤矿微震监测定位系统的组成和GPS授时系统在煤矿微震监测定位系统局域网中的作用,讨论了GPS同步... GSP授时系统具有技术先进、性能优良、安全可靠、维护管理方便等优点,价格越来越低、性能越来越好,因此在许多领域得到广泛的应用。分析了煤矿微震监测定位系统的组成和GPS授时系统在煤矿微震监测定位系统局域网中的作用,讨论了GPS同步系统的实现方式及精度要求,并进一步分析了该系统在矿震预测中的市场前景。 展开更多
关键词 矿震 GPS 授时 时间同步
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脉冲激光抽运铷原子钟研究 被引量:3
20
作者 杜志静 赵文宇 +1 位作者 刘杰 张首刚 《武汉大学学报(信息科学版)》 EI CSCD 北大核心 2011年第10期1236-1240,共5页
对脉冲激光抽运、微波分立场共振和自由感应微波辐射或者光吸收检测方案(POP)的铷原子钟进行了理论和实验研究。理论研究表明,POP原子钟,可以消除光频移,有效地减小腔牵引频移,从而有利于提高原子钟的稳定度;且微波脉冲面积为π/2时,微... 对脉冲激光抽运、微波分立场共振和自由感应微波辐射或者光吸收检测方案(POP)的铷原子钟进行了理论和实验研究。理论研究表明,POP原子钟,可以消除光频移,有效地减小腔牵引频移,从而有利于提高原子钟的稳定度;且微波脉冲面积为π/2时,微波Ramsey条纹的线宽为传统Ramsey条纹的一半,从而提高了原子品质因数。实验获得了POP铷原子钟的原子自感应微波辐射Ramsey信号和光学Ramsey信号,线宽分别为65 Hz和150 Hz左右;实现了原子钟原理样机的闭环锁定,短期稳定度1.2×10-12-τ1/2(τ=100 s)。 展开更多
关键词 脉冲激光抽运 稳定度 光频移 腔牵引频移
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