一、时间频率量的特征及其对时频系统建设的影响（论文文献综述）
王煜蓉[1]（2020）在《高精度高稳定Si-APD单光子探测技术研究》文中提出激光脉冲到达时刻的精确测定是实现高精度激光时间传递的关键技术,这对单光子探测器的精度与稳定度要求极高。当前最先进的时间传递系统,对整个链路的精度要求已经达到20 ps,长期稳定性能要求已达到亚皮秒级别。作为系统的核心模块,单光子探测器的探测性能对时间传递系统起着至关重要的作用。本文主要研究适用于星地激光时间传递系统的高精度高稳定度Si-APD单光子探测技术,解决限制探测器精度和稳定度的延时漂移难题,并通过改善探测方案增加有效数据测量量,使时间传递系统的精度优于30 ps,稳定度优于0.1ps@300s,1 ps@1day,为星地时间信号的高精度高稳定度传递与比对提供技术支持。论文的创新点与主要研究内容如下:1)针对单光子探测器的长时间高稳定探测,发展了一种主动抑制与门控探测相结合的高精度雪崩读出电路,完成了两版分别带有温度漂移自动补偿与温度漂移主动控制的高精度单光子探测器研制,单次测量精度均优于20 ps RMS。在此基础上,搭建了一套高精度高稳定度时间传递测试系统,最终测得整个激光时间传递链路的精度优于25 ps RMS,短期时间稳定度优于0.1 ps@300s,长期时间稳定度优于0.5 ps@1day,对应频率稳定度达到2×10-17@1day。本文研究的单光子探测技术,计划应用于我国空间站激光时间传递链路的探测模块,提供高精度高稳定度时间信号的传递与比对服务。2)针对单光子探测器的温度漂移效应,发展了两种稳定探测延时的方法。温漂被动补偿方案的温度漂移系数为7 fs/℃,适用于环境温度缓慢变化的应用场景,在20-40℃范围内变温,整个时间传递链路的时间稳定度可达到0.1 ps@300s。主动控制温漂方案的温度漂移系数为10 fs/℃,可用于环境温度无规律复杂多变的应用场景,在24-45℃范围内,不管温度如何变化,整个时间传递链路的时间稳定度均可达到0.15 ps@1000s。两种温度漂移补偿方案,为外场环境中的高精度与高稳定单光子探测提供了有效的解决方法。3)针对探测器短期稳定度提升难题,发展了一种多通道单光子探测方案,在不引入时间游动效应,不影响探测模块的精度,且不增加数据收集系统复杂程度的情况下,测得整个链路的精度为28 ps RMS,时间稳定度为0.03 ps@300s;根据我们的了解,该探测器模块的时间稳定性能在当前国际上处于最高水平,为高精度高稳定激光脉冲时间传递系统提供了一种新的技术方法。
白杉杉[2]（2020）在《基于铯喷泉钟的频率驾驭方法研究》文中认为精密时间在国防现代化和国民经济建设的诸多方面都有着广泛应用。协调世界时（UTC）是国际公认的标准时间。UTC（k）是对UTC的本地物理实现,是授时服务系统的参考基准,其主要功能是提供标准时间频率信号。原子钟频率驾驭是UTC（k）产生和保持中的重要一环,一个理想的参考原子时是实现频率驾驭（控制、改正）的基础,该原子时应具有相对于UTC的准确性、实时性、稳定性及可靠性等特点。利用频率驾驭算法计算调整量,借助频率控制设备对原子钟输出信号进行频率控制,使驾驭后信号与参考原子时性能尽可能保持一致,从而实现标准时间、频率信号的产生。因此,原子钟频率驾驭方法的选择,直接关系到UTC（k）信号的性能。铯喷泉钟（铯基准钟）是复现国际单位制（SI）中时间间隔单位“秒”最准确的装置,其复现的标准秒长几乎没有频率漂移,具有优异的长期稳定性。因铯喷泉钟输出信号具有极高的准确性,所以通常将其作为国际原子时（TAI）的校准参考。研究将铯喷泉钟的优势应用于原子钟频率驾驭的方法,有助于进一步提升UTC（k）的稳定性和准确性。论文在铯喷泉钟为参考的氢原子钟紧驾驭技术、基于多台基准钟的频率控制方法和基于最优控制理论及融合原子时的频率改正方法等方面做了深入研究,并结合实测数据对研究结果进行分析和验证。主要研究内容和创新点归纳如下:（1）对单台原子钟以及不同类型原子钟的性能分析及评估,有助于发挥不同原子钟的优势,为原子时的计算奠定基础。针对基准型原子钟,以铯喷泉钟为例,给出了数据采集及预处理方法,分析了稳定度的典型特征,研究了准确度的自评估方法以及相对于TAI速率的评估方法。针对守时型原子钟,结合其内部物理状态参数研究了原子钟性能监测方法,分析了氢、铯两类原子钟的稳定度特点,研究了三种“可预测性”量化评估方法,并比较了不同方法的优缺点。（2）针对大部分没有1PPS信号及标准频率信号输出的铯喷泉钟,开展以铯喷泉钟为参考的氢原子钟紧驾驭技术研究,达到了对铯喷泉钟进行实时物理复现的目的。通过不同驾驭频度和驾驭强度对驾驭后信号性能的影响分析,给出了选择驾驭强度及驾驭频度应遵循的规律。提出了基于动态自适应驾驭强度算法,在满足最大时差门限的条件下,提高了驾驭后信号的短期稳定度。（3）研究了基于多台基准钟的频率控制方法,包括针对基准钟的原子时算法,以及当基准钟中断时,基于不同滑动窗口长度的原子时预报算法。以多台基准钟计算的原子时为参考,对氢原子钟进行频率控制,结果表明,控制后信号综合了氢钟的短期稳定度以及参考原子时的长期稳定度优势,在60天内,控制后信号与参考原子时的时差保持在±0.2ns以内。对于预报原子时而言,适当的增加滑动窗口的长度可以减小噪声对预报模型的影响。分别以不同窗口长度的预报原子时为参考控制氢原子钟,结果表明,控制后信号与真实原子时的偏离主要来自于原子时的预报误差。（4）为了进一步提高参考原子时的稳定性和准确性,提出了基于Vondrak-Cepek的原子时融合算法,结合了铯喷泉钟的准确性以及守时型氢原子钟的短期稳定性优势。该算法是建立在已有原子时的基础上,通过对原子时及高性能原子钟的进一步融合处理,达到提高融合后原子时性能的目的。基于实测数据,首先利用守时型氢原子钟实现一个原子时（简称:氢钟原子时）,其次利用Vondrak-Cepek原子时融合算法将铯喷泉钟与氢钟原子时进行数据融合,计算出融合后的原子时。结果表明,融合后的原子时综合了氢钟原子时的短期稳定性,以及铯喷泉钟的准确性,小时稳为3.25E-15,与UTC偏差的RMS为1.2ns。（5）提出了基于最优控制理论及融合原子时的频率改正方法。最优控制理论是指:线性二次型高斯最优控制算法,简称LQG（The Linear Quadratic Gaussian）算法,用于计算原子钟频率改正量。它相比于传统的最小二乘估计法,有更高的可靠性,同时还能提高改正后信号的短期稳定度。首先,基于不同种类噪声以及原子钟异常的模拟数据,验证LQG算法的有效性。其次,基于实测数据,以融合后的原子时为参考,利用LQG算法对氢原子钟进行频率改正,结果表明,改正后信号的短期稳定度优于参考原子时,且与参考原子时的时差保持在±0.25ns以内,5天稳定度达到1.95E-15,比UTC（NTSC）5天稳定度提高了45.8%。
王伟[3]（2019）在《基于IGSO卫星的转发式测定轨及卫星双向时间传递方法研究》文中认为北斗卫星导航系统部署了IGSO试验卫星（I1-S）,并基于前期的转发式GEO卫星测定轨基础,考虑在I1-S上开展转发式测定轨试验。在这一背景下,本文设计研制了IGSO卫星转发式测定轨系统,并开展了IGSO卫星的转发式测定轨试验研究。同时考虑到,目前卫星双向时间频率传递（TWSTFT）主要使用GEO通信卫星作为信号中继,随着区域卫星导航系统的发展,倾斜地球同步轨道IGSO卫星逐步增多,有效利用IGSO卫星开展TWSTFT是一种重要的资源开拓,特别是对高纬度地区的用户。与GEO卫星不同,由于IGSO卫星与地面站的相对运动速度较大,使得基于IGSO卫星开展TWSTFT时信号传递的上、下行路径不再对称,这会影响到TWSTFT的准确度,这也是用IGSO卫星开展TWSTFT需要解决的重点问题。论文设计了IGSO卫星的转发式测定轨系统,开展了I1-S卫星的转发式测定轨试验,提出了IGSO卫星的TWSTFT方法并开展试验研究。论文主要研究成果和创新点如下:（1）根据I1-S卫星的C波段转发器载荷相关参数,参与设计了IGSO卫星的转发式测定轨系统,重点开展了地面测轨站和卫星的链路计算,并在卫星发射之前,设计了地面站和卫星载荷的地面对接测试方法,开展了地面对接试验,证明链路设计可行。（2）前期的转发式测定轨技术只用于GEO卫星。基于我们研制的IGSO卫星测定轨系统,成功开展了IGSO卫星测定轨试验,将转发式测定轨技术从GEO卫星拓展到IGSO卫星。针对I1-S卫星,开展了转发式测定轨试验,为I1-S卫星精密轨道确定提供试验支撑和数据保障。经试验验证,在使用5MChip码速率时,I1-S卫星的测距精度优于6cm,定轨精度优于1m。（3）传统的TWSTFT只能针对GEO卫星来开展。本文提出了一种基于IGSO卫星的TWSTFT方法,解决了IGSO卫星与地面站相对运动速度较大而引起信号传递路径不对称的问题。该方法主要通过TWSTFT-Modem自发自收通道的测距数据,有效修正因卫星运动引起的误差。用I1-S卫星开展了TWSTFT试验,结果表明,本文基于IGSO卫星的TWSTFT方法的结果与基于GEO卫星的TWSTFT结果符合程度优于0.4ns。同时,通过三站闭合差的方法,进一步分析了本文基于IGSO卫星TWSTFT的性能,三站闭合差的RMS优于0.8ns。（4）地面站设备时延是TWSTFT中重要的误差源。使用实测数据,研究了设备时延与温度等因素的关系。另一方面,基于现有的转发式系统,提出了一种在轨卫星转发器群时延测量方法,并开展了初步试验研究,为进一步改进测定轨精度进行了探索。
王星[4]（2019）在《远程联合钟组原子时标公报发布系统的研究与实现》文中研究说明统一的独立自主的时间频率系统是维护国家安全、保持强大国防力量的基础,是国家科技、军事、航天等综合实力的体现。为了构建我国统一的独立自主的时间频率系统,实现国内时间尺度的统一,充分利用我国原子钟的有限资源,本文以中国计量科学研究院守时实验室（NIM）为基础,整合了国内其他守时实验室的原子钟资源,构建了远程联合钟组原子时标公报发布系统,其主要研究内容如下:第一,研究了远程联合钟组原子时标的算法。获取国内各家守时实验室的原子钟数据和卫星比对数据,剔除离群值和补偿缺失值,完成频差的转换,实现动态权重分配,得到了远程联合钟组原子时标。第二,提出了最小二乘支持向量机钟差预测算法。仔细分析了线性回归与支持向量机两种预测算法的特点,发现线性回归预测算法的准确度较低但适应性强,支持向量机预测算法的准确度较高但适应性较低,若将二者有机地融合在一起,降低其规划的维数以提高适应性,则提出了算法性能较优的所谓“最小二乘支持向量机的钟差预测算法”。第三,制定了远程联合钟组原子时标时间公报的发布规范。根据国内各领域对时间频率的需求和借鉴国际时间公报的实例,定义了全部文件的含义,制定了时间公报发布规范,并规范了时间公报发布的相关数据内容和格式。第四,设计并实现了远程联合钟组原子时标公报发布系统。该系统以MATLAB为开发工具,分别设计并实现了系统的组成模块:远程联合钟组原子时标计算模块、钟差预测模块、时间公报发布模块。系统实际运行结果表明,达到了设计的目标。本文的研究成果为我国统一的独立自主的时间频率系统提供了统一的数据文件规范、可借鉴的设计方法和时间公报发布平台。
赵罕[5]（2018）在《基于锁相环原理的时空表电路设计》文中认为随着时代的发展,人们对频率源的需求越来越大,要求也越来越高,在日常生活中,各类电子产品都需要晶振作为频率源,而高端的应用,如卫星定位,世界时的确认中,则需要原子钟,这些频率源的精度取决于频率基准的精度。而本课题从相位延迟的角度来进行产生精确频率源探索性的研究,开展将具有准确延迟的标准尺提供的相位延迟转换为频率源的时空表电路的设计。探索一种新的频率源产生方式。基于锁相环的原理,可以将标准尺的延迟时间转换为时钟信号。我们分析了时空表电路的工作原理和稳定条件,给出各个模块的工作原理,基于Verilog-A完成了时空表的建模,对环路的关键参数进行了设计与优化,随后完成了各模块电路的设计,重点设计了四个模块:第一,在分析电荷泵非理想性的基础上,提出了缓解各种非理想性的方法,设计了一种高匹配性的电荷泵;第二,设计了一种在0VDD范围内都能工作的压控振荡器,并且限制了压控振荡器的最大输出范围;第三,设计了一种具有高度对称性的分频器,有利于提高输出时钟的准确度;第四,设计了一种和电源上电时间无关的上电复位电路,保证了触发器初始态的准确性。本文采用SMIC 180nm CMOS工艺完成了版图的设计,核心电路的面积为255.26μm×180.22μm,加上I/O以后的版图面积为877.66μm×877.66μm,电源电压为1.8V,输出时钟周期为10.006ns,占空比为51.4%,输出时钟前仿真的抖动313.7fs,后仿真的抖动为467.8fs,结果表明,输出时钟满足技术指标的要求。
陈一华[6]（2017）在《时间频率量的特征及其对时频系统建设的影响》文中研究说明时间频率量是物理量测量体系中涉及到的一大重要概念,时间的流逝性和自然基准等要素与时间和频率之间存在着较为密切的联系。本文从时间和频率量的主要特点入手,对时间频率量对时频系统建设所带来的影响进行了探究。
张禹[7]（2015）在《铯喷泉钟系统优化相关技术研究》文中提出时间频率是国家重大信息基础设施和重要战略资源，是国民经济建设、国防建设和科学研究的重要技术基础。时间频率在全球卫星导航系统、深空探测、基础研究、高速通信、电力电网等领域有重要的应用。依照1967年第十三届国际计量大会（CGDM）通过的新定义，秒的定义从天文秒改为原子秒，这一定义使得秒成为当今世界各种科学技术测量中最为精确的物理单位。铯原子钟是复现秒定义的基准装置，其中最新一代的实验室型基准铯钟——激光冷却-铯原子喷泉钟是目前国际上各国计量院复现现行秒定义的手段。各个国家的铯基准钟的频率准确度代表着国家时间频率计量体系的水平，是一个国家战略竞争力的重要标志之一。代表目前中国最高水平，由中国计量科学研究院自主研发的NIM5铯原子喷泉钟虽然不确定度已经达到2E-15，但目前仍处于国际第二梯队的水平，中国计量科学研究院在对NIM5进行系统维护和改进升级的同时，也一直致力于对新一代NIM6铯原子喷泉装置的研究，有希望使铯喷泉钟的不确定度与稳定度上升到一个新的台阶，进入国际先进行列。本论文围绕中国计量科学研究院自主研发的已在运行中的NIM5铯喷泉钟以及正在计划搭建的新一代NIM6铯原子喷泉钟展开，对铯喷泉钟系统优化的几个相关技术进行研究，研究的内容主要包含以下几个方面：（1）完成NIM6铯原子喷泉钟激光频率功率控制系统的设计。研究NIM6对激光频率功率的控制要求，设计了基于声光调制器AOM的控制系统，着重介绍了控制系统中的核心部件：声光调制器（AOM）驱动源的设计与制作，并对驱动源的性能进行了测试，测试表明其满足NIM6对激光频率功率的控制要求。（2）完成NIM6时序及数据采集控制系统的设计。研究NIM6测控系统的控制要求，对系统的硬件进行了选型，根据用户的需求结合硬件在LabVIEW平台上编写了铯原子喷泉钟的控制程序，对系统进行了测试，测试表明软件运行稳定可靠，软件控制下的硬件运行良好，输出与输入满足控制需求。（3）完成相位波动测量系统的设计与微波干涉开关性质的研究。自行搭建微波相位波动测量系统，对NIM5中使用的微波干涉开关进行了测试，对测试结果进行了分析，并将结果用于NIM5不确定度的评定以及对NIM6的优化之中。
齐薇[8]（2014）在《探讨时间频率的相关技术》文中提出时间和频率是描述自然现象中最基本的两个参量。在空间技术和电子力学日益发展的今天,时间和频率的测量精度、准确度及稳定度也有了明显的提高,与其他物理量相比具有明显的优势,当今已成为物理量准确计量的重要基础,可明显提高量值计量水平。本研究中,笔者主要对时间频率的传递技术进行探讨,并分析了时间频率传递技术最新发展状况,以供借鉴。
张军[9]（2014）在《导航高精度时频基准源生成技术研究》文中认为精确的导航主要依赖于精确的时间。在导航卫星系统中,精确位置的测量实际上是精确时间的测量,而精确的时间来自于精确的时频基准信号。高精度的卫星时频基准信号是整个卫星导航系统实现导航定位、授时和测速的基础。研究高精度的导航时频基准源生成技术,是各个国家基础研究的重点方向,对国家建设和发展意义重大。本文第一部分,介绍国内外导航卫星时频基准设备的研究发展现状,给出相关实现方法和技术指标。并在前人研究的基础上,梳理出下一代高性能导航定位系统时频基准设备的技术发展趋势。第二部分分析了时频信号的准确度、频率稳定度等关键技术指标,并给出相关指标的相互转化关系。在此基础上,研究基于数字锁相环DPLL和直接数字频率合成DDS相混合的导航高精度时频基准源生成技术,仿真产生高精度、高稳定度、低相噪和低杂散的基准信号,并分析其性能。作为原理样机设计的理论基础。第三部分是根据系统的功能和指标要求,提出一种可行的高精度时频基准源原理样机实现方案,将铷原子钟输出10MHz参考信号转换为高可靠、高精度、稳定并且连续的10.23MHz导航卫星时频基准信号,并进行软硬件实现。最后,针对原理样机的关键技术指标,进行测试验证,给出具体测试结果。
卢建福[10]（2013）在《主备钟同步技术研究》文中研究指明随着我国国民经济、国防建设和空间技术的发展，对高精度时间频率信号的准确性、稳定性、可靠性和连续性提出了越来越高的要求。时间频率信号是由原子钟产生的，为了保证时间频率信号的可靠性和连续性，时频系统通常配有工作钟和备份钟。在正常情况下，由工作钟提供时间频率信号，当工作钟出现异常时，由备份钟替代工作钟输出时间频率信号。为保证时频系统输出时间频率信号的连续性和稳定性，需要备份钟与工作钟保持高精度的同步。本论文结合“XXX时频子系统建立”子项目的需求，研究了保持备份钟与工作钟间高精度时间同步的方法，搭建了相关的硬件实验平台，分析了实验系统中的误差，开发了用于实现主备钟间相位一致性保持的频率驾驭软件，并对系统在驾驭精度和输出信号的频率稳定度等方面进行了测试。测试结果表明：系统能够实现主备钟间实时相位同步精度小于1ns的指标，同时提高了输出信号的长期稳定度，且系统能够长时间稳定的运行。论文的主要内容包括：（1）根据主备钟同步系统的原理，搭建了进行频率驾驭的实验系统，设计了频率驾驭的流程。（2）通过对主备钟同步系统中误差规律的分析，提出了减小系统测量误差的方法，提高了钟差测量的精度。（3）根据主备钟同步系统的实际需求，开发了实现频率驾驭的软件，实现了系统对备份钟频率循环、自动的驾驭。（4）针对主备同步系统提出的相位同步指标，提出了基于原子钟状态区间的频率驾驭方案，测试了该方案在不同的测控周期下相位一致性保持的情况。测试结果表明：在取测控周期T=150s时，经过7天的测试，主备钟间相位的实时同步精度达到±0.8ns，备份钟输出信号的长期频率稳定度得到有效提高。
二、时间频率量的特征及其对时频系统建设的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、时间频率量的特征及其对时频系统建设的影响（论文提纲范文）
（1）高精度高稳定Si-APD单光子探测技术研究（论文提纲范文）
| 内容摘要 |
| Abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 研究背景介绍 |
| 1.1.1 时间信号的产生与传递 |
| 1.1.2 激光时间传递技术原理 |
| 1.1.3 激光时间传递在国内外的研究进展 |
| 1.1.4 高精度高稳定度单光子探测技术的研究现状 |
| 1.2 论文的选题意义与创新点 |
| 1.3 论文的主要内容与框架 |
| 第二章 高精度Si-APD单光子探测器的研制 |
| 2.1 盖革模式APD单光子探测技术 |
| 2.1.1 盖革模式APD的探测方案 |
| 2.1.2 盖革模式APD单光子探测器的性能指标 |
| 2.2 高精度单光子探测器制备 |
| 2.2.1 APD器件选型 |
| 2.2.2 高精度探测电路设计 |
| 2.3 高精度时间传递测试系统搭建 |
| 2.3.1 激光时间传递测试系统 |
| 2.3.2 探测器的性能指标测试 |
| 2.3.3 709nm时间传递测试系统的稳定性能 |
| 2.4 时间传递系统稳定度的影响因素及数值模拟 |
| 2.5 高稳定性能时间传递测试系统搭建 |
| 2.5.1 时间传递测试系统改进 |
| 2.5.2 探测器改进 |
| 2.5.3 新时间传递测试系统的稳定度 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 飞秒级温漂的高精度高稳定单光子探测 |
| 3.1 环境温度缓慢变化时的温漂被动补偿方案 |
| 3.1.1 25μm高精度探测器的温漂测试 |
| 3.1.2 100μm高精度探测器的温漂测试 |
| 3.2 环境温度复杂变化时的温漂主动控制方案 |
| 3.2.1 实验方案 |
| 3.2.2 温度漂移实验与结果分析 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 多通道高精度高稳定单光子探测 |
| 4.1 多通道单光子探测提升系统稳定度 |
| 4.1.1 多通道探测原理 |
| 4.1.2 实验方案及结果分析 |
| 4.2 小结 |
| 第五章 激光时间传递链路的长稳性能研究 |
| 5.1 基于单通道单光子探测器系统的长稳测试 |
| 5.1.1 长稳实验数据分析 |
| 5.1.2 单通道探测系统的长稳水平 |
| 5.2 基于多通道单光子探测模块系统的长稳测试 |
| 5.2.1 实验方案及长稳结果分析 |
| 5.2.2 多通道探测系统的优化方向 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 APD单光子探测技术的其他应用研究 |
| 6.1 4H-SiC APD在盖革模式下的性能研究 |
| 6.1.1 实验方案 |
| 6.1.2 4H-SiC APD器件的性能研究 |
| 6.1.3 温度对4H-SiC APD器件性能的影响 |
| 6.2 高背景噪声环境下的光子计数激光测距 |
| 6.2.1 四通道轻小型激光测距系统 |
| 6.2.2 静态目标白天快速测距 |
| 6.2.3 快速移动目标白天跟踪测距 |
| 6.3 小结 |
| 第七章 总结和展望 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 博士期间科研成果与奖励 |
| 致谢 |
（2）基于铯喷泉钟的频率驾驭方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的和意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 基准钟在原子时及UTC(k)控制中的应用 |
| 1.3.2 主要守时实验室的频率驾驭技术 |
| 1.4 内容安排 |
| 第2章 原子钟性能分析 |
| 2.1 基准型原子钟 |
| 2.1.1 铯喷泉钟原理 |
| 2.1.2 铯喷泉钟数据预处理 |
| 2.1.3 铯喷泉钟性能评估方法 |
| 2.2 守时型原子钟 |
| 2.2.1 原子钟概述 |
| 2.2.2 性能监测方法 |
| 2.2.3 性能评估方法 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 氢原子钟紧驾驭技术 |
| 3.1 频率驾驭设备选择 |
| 3.1.1 设备介绍 |
| 3.1.2 设备对比 |
| 3.2 软硬件设计 |
| 3.3 实验验证及数据分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于多台基准钟的频率控制方法 |
| 4.1 原子钟仿真 |
| 4.1.1 仿真方法 |
| 4.1.2 仿真结果验证 |
| 4.2 基于基准钟原子时的频率控制方法 |
| 4.3 基于预报原子时的频率控制方法 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于Vondrak-Cepek的原子时融合算法 |
| 5.1 Vondrak-Cepek平滑算法原理 |
| 5.1.1 基本理论 |
| 5.1.2 平滑因子的选择方法 |
| 5.2 类ALGOS算法原理 |
| 5.2.1 频率预报算法 |
| 5.2.2 权重算法 |
| 5.3 基于Vondrak-Cepek的原子时融合算法 |
| 5.4 实例验证及分析 |
| 5.4.1 铯喷泉钟与氢钟原子时计算 |
| 5.4.2 基于自适应平滑误差法对平滑因子的选择 |
| 5.4.3 融合后的原子时 |
| 5.4.4 融合后原子时的应用性验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 基于最优控制理论及融合原子时的频率改正方法 |
| 6.1 Kalman滤波器设计 |
| 6.1.1 原子钟模型 |
| 6.1.2 测量模型 |
| 6.1.3 Kalman滤波器 |
| 6.2 LQG算法 |
| 6.3 基于模拟数据的算法验证 |
| 6.4 基于实测数据的算法实现 |
| 6.4.1 参考原子时 |
| 6.4.2 LQG算法的参数确定 |
| 6.4.3 改正后信号性能分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文的创新点和主要结论 |
| 7.2 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 缩略语 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）基于IGSO卫星的转发式测定轨及卫星双向时间传递方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 时间频率传递的意义 |
| 1.1.2 远距离时间频率传递技术概述 |
| 1.2 TWSTFT技术的国内外发展现状 |
| 1.3 转发式系统简介 |
| 1.4 研究目的及意义 |
| 1.5 论文的主要工作与内容安排 |
| 第2章 GEO卫星的TWSTFT与转发式测定轨技术 |
| 2.1 TWSTFT基本原理 |
| 2.2 时间传递与测距 |
| 2.3 测轨模式 |
| 2.3.1 自发自收模式 |
| 2.3.2 一发多收模式 |
| 2.3.3 互发互收模式 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 IGSO卫星转发式链路计算方法研究 |
| 3.1 卫星通信系统链路计算 |
| 3.1.1 转发式测距链路 |
| 3.1.2 链路的参量设置及计算方法 |
| 3.1.3 IGSO链路计算 |
| 3.2 IGSO卫星测轨系统链路参量设置及界面可视化 |
| 3.2.1 软件设计思想 |
| 3.2.2 用户界面介绍及使用说明 |
| 3.2.3 界面可视化软件的特性 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 转发式测定轨技术应用于IGSO卫星的试验与研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 I1-S卫星及地面观测站相关设备性能指标 |
| 4.2.1 卫星相关参数 |
| 4.2.2 地面站设备参数 |
| 4.3 研究方法概述及原理 |
| 4.4 物理仿真测试实施方案及结果分析 |
| 4.4.1 测轨信号单独上行信号工作模式 |
| 4.4.2 测轨扩频信号的优势 |
| 4.4.3 结果比较与分析 |
| 4.5 I1-S卫星的在轨测试 |
| 4.6 I1-S卫星测定轨试验研究 |
| 4.6.1 IGSO卫星的特点 |
| 4.6.2 IGSO卫星与GEO卫星测距特点 |
| 4.6.3 I1-S卫星测定轨试验 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 基于IGSO卫星的TWSTFT方法及其试验 |
| 5.1 基于IGSO卫星开展TWSTFT存在的问题 |
| 5.2 TWSTFT误差项改正方法 |
| 5.2.1 Sagnac效应 |
| 5.2.2 几何路径不对称 |
| 5.2.3 电离层延迟 |
| 5.2.4 设备时延 |
| 5.3 GEO卫星与IGSO卫星的TWSTFT技术比较及其试验 |
| 5.3.1 GEO卫星与IGSO卫星开展TWSTFT的误差项比较 |
| 5.3.2 IGSO卫星开展TWSTFT的试验及结果验证 |
| 5.4 基于IGSO卫星的TWSTFT闭环验证方法研究 |
| 5.4.1 TWSTFT闭环验证方法原理 |
| 5.4.2 GEO卫星与IGSO卫星的TWSTFT闭环验证试验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 I1-S测轨系统的系统差测量与分析 |
| 6.1 转发式系统差测量方法 |
| 6.1.1 系统差测量原理 |
| 6.1.2 外界环境因素及空间信号质量对系统误差的影响 |
| 6.2 卫星转发器群时延测量方法的初步研究 |
| 6.2.1 转发器群时延测量方法 |
| 6.2.2 试验平台搭建及数据处理 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文主要研究成果与创新点 |
| 7.2 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）远程联合钟组原子时标公报发布系统的研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 国内外相关内容的研究现状 |
| 1.3 课题来源及研究意义 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 课题研究意义 |
| 1.4 主要研究内容及章节安排 |
| 第2章 公报发布系统的总体方案设计 |
| 2.1 原子时标 |
| 2.1.1 时标 |
| 2.1.2 原子时 |
| 2.1.3 国际原子时 |
| 2.1.4 世界协调时 |
| 2.2 远程联合钟组原子时标 |
| 2.3 公报发布系统的总体方案设计 |
| 2.3.1 总体方案设计基本要求 |
| 2.3.2 总体方案基本框架 |
| 2.3.3 总体方案系统结构设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 时标计算子系统 |
| 3.1 钟差数据获取 |
| 3.1.1 原子钟钟差数据 |
| 3.1.2 原子钟钟差数据处理 |
| 3.1.3 GPS钟差数据 |
| 3.1.4 GPS钟差数据处理 |
| 3.2 频差数据处理 |
| 3.2.1 主钟选取 |
| 3.2.2 频差数据归算 |
| 3.2.3 频差数据处理 |
| 3.3 远程联合钟组原子时标计算 |
| 3.3.1 原子钟权重分配 |
| 3.3.2 原子时标计算 |
| 3.4 时标计算子系统设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 钟差预测子系统 |
| 4.1 钟差预测的意义 |
| 4.1.1 原子时标算法的应用 |
| 4.1.2 时间频率驾驭的应用 |
| 4.2 线性回归预测算法 |
| 4.3 支持向量机预测算法 |
| 4.4 最小二乘支持向量机预测算法 |
| 4.4.1 最小二乘支持向量机原理 |
| 4.4.2 最小二乘支持向量机参数选取 |
| 4.5 预测算法比较与分析 |
| 4.6 钟差预测子系统设计 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 时间公报发布子系统 |
| 5.1 时间公报现状分析 |
| 5.2 时间公报文件 |
| 5.3 时间公报发布子系统结构设计 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 公报发布系统的实现 |
| 6.1 实现方案的总体设计 |
| 6.1.1 系统总体设计目标 |
| 6.1.2 基于功能的模块化设计 |
| 6.2 远程联合钟组原子时标的主界面 |
| 6.2.1 基本功能 |
| 6.2.2 模块设计 |
| 6.2.3 模块实现 |
| 6.3 时标计算子系统的模块实现 |
| 6.3.1 基本功能 |
| 6.3.2 模块设计 |
| 6.3.3 模块实现 |
| 6.4 钟差预测子系统的模块实现 |
| 6.4.1 基本功能 |
| 6.4.2 模块设计 |
| 6.4.3 模块实现 |
| 6.5 时间公报发布子系统的模块实现 |
| 6.5.1 基本功能 |
| 6.5.2 模块设计 |
| 6.5.3 模块实现 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术成果 |
| 致谢 |
（5）基于锁相环原理的时空表电路设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源以及研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 晶体振荡器的国内外研究现状 |
| 1.2.2 原子钟的国内外研究现状 |
| 1.2.3 研究现状分析 |
| 1.3 本文主要研究内容以及结构安排 |
| 第2章 时空表电路的原理及系统级设计 |
| 2.1 时空表电路的原理分析 |
| 2.1.1 标准尺基本原理 |
| 2.1.2 鉴频鉴相器基本原理 |
| 2.1.3 电荷泵基本原理 |
| 2.1.4 滤波器基本原理 |
| 2.1.5 压控振荡器基本原理 |
| 2.1.6 分频器基本原理 |
| 2.1.7 上电复位电路基本原理 |
| 2.2 时空表电路的数学模型及参数设计 |
| 2.2.1 时空表电路的数学模型 |
| 2.2.2 时空表电路的参数设计 |
| 2.3 时空表电路的Verilog-A建模及仿真 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 时空表电路的电路级设计 |
| 3.1 鉴频鉴相器的电路设计及仿真 |
| 3.1.1 鉴频鉴相器的电路设计 |
| 3.1.2 鉴频鉴相器的仿真结果 |
| 3.2 电荷泵的电路设计及仿真 |
| 3.2.1 传统电荷泵的电路设计 |
| 3.2.2 改进的电荷泵电路 |
| 3.2.3 运算放大器的设计 |
| 3.2.4 基准电流产生电路 |
| 3.2.5 电荷泵的仿真结果 |
| 3.3 压控振荡器的电路设计及仿真 |
| 3.3.1 压控振荡器的电路设计 |
| 3.3.2 压控振荡器的仿真结果 |
| 3.4 分频器的电路设计及仿真 |
| 3.4.1 分频器的电路设计 |
| 3.4.2 分频器的仿真结果 |
| 3.5 Buffer电路的设计及仿真 |
| 3.6 上电复位电路的设计及仿真 |
| 3.7 时空表电路整体仿真 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 时空表电路的版图设计及后仿真 |
| 4.1 各个模块版图的设计 |
| 4.1.1 鉴频鉴相器版图设计 |
| 4.1.2 电荷泵的版图设计 |
| 4.1.3 压控振荡器的版图设计 |
| 4.1.4 分频器版图设计 |
| 4.1.5 Buffer电路版图设计 |
| 4.1.6 上电复位电路版图设计 |
| 4.2 时空表核心版图设计 |
| 4.3 整体版图设计 |
| 4.4 时空表的后仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（6）时间频率量的特征及其对时频系统建设的影响（论文提纲范文）
| 一、时间、频率量的主要特征 |
| (一) 时间是描绘运动和变化的物理量 |
| (二) 时间频率的测量精密度和准确度 |
| (三) 时间与频率之间存在着密切相关的联系 |
| (四) 时间频率具有自然基准的共性 |
| 二、时间、频率量对时频系统的影响 |
| (一) 时间、频率量与标准时间频率信号 |
| (二) 时间、频率量对时间频率基准的影响 |
| (三) 时间频率量对相关系统研发过程的影响 |
| 三、结论 |
（7）铯喷泉钟系统优化相关技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 量子频标概述 |
| 1.2 铯喷泉钟简介 |
| 1.3 铯原子喷泉钟国内外发展现状 |
| 1.4 论文主要研究内容与思路 |
| 第2章 铯原子喷泉钟工作过程及其性能评定依据 |
| 2.1 铯喷泉钟工作过程 |
| 2.1.1 原子装载冷却 |
| 2.1.2 上抛过程 |
| 2.1.3 后冷却过程 |
| 2.1.4 选态过程 |
| 2.1.5 微波激励过程 |
| 2.1.6 探测过程 |
| 2.2 铯原子喷泉钟性能衡量指标 |
| 2.2.1 频率准确度 |
| 2.2.2 频率稳定度 |
| 2.2.3 频率准确度与稳定度的关系 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 铯原子喷泉钟激光频率功率控制系统的设计 |
| 3.1 激光频率功率控制系统总体设计方案 |
| 3.2 AOM 驱动源设计要求 |
| 3.3 基于 DDS 的声光调制器（AOM）驱动源的设计与制作 |
| 3.3.1 DDS 芯片 AD9954 介绍 |
| 3.3.2 AOM 驱动源的总体设计 |
| 3.3.3 基于 LabVIEW 的频率控制软件编写 |
| 3.3.4 功率控制模块设计 |
| 3.3.5 AOM 驱动源输出信号测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 NIM6 时序及数据采集控制系统的设计与实现 |
| 4.1 NIM6 时序及数据采集控制系统硬件设计 |
| 4.2 时序控制与数据采集处理系统软件设计 |
| 4.2.1 软件需求分析 |
| 4.2.2 软件设计 |
| 4.3 时序及数据采集控制系统性能测试 |
| 4.3.1 时序完整性测试 |
| 4.3.2 控制时间精度测试 |
| 4.3.3 时序生成系统同步性测试 |
| 4.4 本章总结 |
| 第5章 相位波动测量系统设计与微波干涉开关性质的研究 |
| 5.1 NIM5 微波源结构 |
| 5.2 相位波动测量系统设计 |
| 5.2.1 测量基本原理 |
| 5.2.2 系统硬件设计 |
| 5.2.3 数据处理软件设计 |
| 5.3 测试结果分析 |
| 5.3.1 单次开关测试结果分析 |
| 5.3.2 两次开关测试结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
（8）探讨时间频率的相关技术（论文提纲范文）
| 1 时间频率传递技术 |
| 1.1 搬运钟 |
| 1.2 有源无线电信号传递时间频率 |
| 1.2.1 长波无线电授时 |
| 1.2.2 短波无线电授时 |
| 1.3 无源TV传递 |
| 1.3.1 同步脉冲时刻比对 |
| 1.3.2 彩色副载波校频 |
| 1.4 卫星时间频率传递技术 |
| 2 时间频率传递技术最新发展状况 |
| 2.1 甚长基线干涉测量系统 |
| 2.2 GPS载波相位技术 |
| 2.3 LASSO |
| 3 结束语 |
（9）导航高精度时频基准源生成技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 研究目标及意义 |
| 1.3 国内外研究发展现状 |
| 1.3.1 国外导航卫星时频基准发展现状 |
| 1.3.2 国内导航卫星时频基准发展现状 |
| 1.4 本文内容及安排 |
| 第二章 时频信号关键指标及表征 |
| 2.1 频率源的数学表述 |
| 2.2 频率准确度 |
| 2.3 频率稳定度 |
| 2.3.1 概念 |
| 2.3.2 频域表征 |
| 2.3.3 时域表征 |
| 2.4 指标转换关系 |
| 2.5 典型频率基准源相关指标 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 导航高精度时频基准源生成技术 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 高精度基准频率生成和净化技术 |
| 3.2.1 DDS技术 |
| 3.2.2 比相技术 |
| 3.2.3 环路滤波器 |
| 3.3 闭环仿真结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 原理样机方案设计与实现 |
| 4.1 指标要求 |
| 4.2 总体方案设计 |
| 4.2.1 工作原理 |
| 4.2.2 设计指标分析 |
| 4.3 硬件实现 |
| 4.3.1 供电单元设计 |
| 4.3.2 数字信号处理单元设计 |
| 4.3.3 模拟信号处理单元设计 |
| 4.4 软件功能模块实现 |
| 4.4.1 主备钟同步模块 |
| 4.4.2 ocxo驱动与控制模块 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 原理样机测试结果 |
| 5.1 输出频率准确度测试结果 |
| 5.2 输出频率稳定度测试结果 |
| 5.3 输出频率调整分辨率测试结果 |
| 5.4 遥控平稳切换指标测试结果 |
| 5.5 主备链路相位差测量精度测试结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结及展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）主备钟同步技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 图表目录 |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的及意义 |
| 1.3 研究现状 |
| 1.4 论文的主要工作和内容安排 |
| 1.4.1 论文的主要工作 |
| 1.4.2 论文的结构安排 |
| 第二章 主备同步系统的原理与结构 |
| 2.1 主备同步系统的原理 |
| 2.2 主备同步系统的组成 |
| 2.2.1 原子钟 |
| 2.2.2 时间间隔计数器 SR620 |
| 2.2.3 相位微调仪 HROG-10 |
| 2.2.4 数据处理与控制设备 |
| 2.3 本章总结 |
| 第三章 主备同步中的误差分析 |
| 3.1 测量误差来源分析 |
| 3.2 时间间隔计数器的测量误差分析 |
| 3.2.1 计数器触发电压引入的误差 |
| 3.2.2 时间间隔长短引入的误差 |
| 3.2.3 计数器中的其他误差 |
| 3.3 相位微调仪的控制精度分析 |
| 3.4 本章总结 |
| 第四章 主备同步系统的实现 |
| 4.1 主备同步系统的运行流程 |
| 4.2 系统初同步 |
| 4.2.1 系统初同步的意义 |
| 4.2.2 初同步的流程 |
| 4.3 数据采集模块 |
| 4.3.1 数据采集的实现 |
| 4.3.2 数据采集中奇异值判别 |
| 4.3.3 同步系统的异常监测及处理 |
| 4.4 数据处理模块 |
| 4.4.1 数据的预处理 |
| 4.4.2 钟差预测和频偏计算 |
| 4.5 频率驾驭方案的设计 |
| 4.5.1 原子钟状态区间的划分 |
| 4.5.2 频率补偿量的计算 |
| 4.6 本章总结 |
| 第五章 主备同步软件 |
| 5.1 软件 |
| 5.2 文件系统 |
| 5.3 本章总结 |
| 第六章 系统测试及分析 |
| 6.1 影响同步的因素 |
| 6.2 系统的测试与分析 |
| 6.2.1 系统同步精度测试 |
| 6.2.2 信号频率稳定度分析 |
| 6.2.3 系统稳定性测试 |
| 6.3 本章总结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 论文展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果 |
四、时间频率量的特征及其对时频系统建设的影响（论文参考文献）
- [1]高精度高稳定Si-APD单光子探测技术研究[D]. 王煜蓉. 华东师范大学, 2020(02)
- [2]基于铯喷泉钟的频率驾驭方法研究[D]. 白杉杉. 中国科学院大学(中国科学院国家授时中心), 2020(01)
- [3]基于IGSO卫星的转发式测定轨及卫星双向时间传递方法研究[D]. 王伟. 中国科学院大学(中国科学院国家授时中心), 2019
- [4]远程联合钟组原子时标公报发布系统的研究与实现[D]. 王星. 北京工业大学, 2019(03)
- [5]基于锁相环原理的时空表电路设计[D]. 赵罕. 哈尔滨工业大学, 2018(01)
- [6]时间频率量的特征及其对时频系统建设的影响[J]. 陈一华. 智库时代, 2017(05)
- [7]铯喷泉钟系统优化相关技术研究[D]. 张禹. 北京理工大学, 2015(07)
- [8]探讨时间频率的相关技术[J]. 齐薇. 山东工业技术, 2014(14)
- [9]导航高精度时频基准源生成技术研究[D]. 张军. 复旦大学, 2014(01)
- [10]主备钟同步技术研究[D]. 卢建福. 中国科学院研究生院（国家授时中心）, 2013(04)