發(fā)布時(shí)間：2017-08-17 05:17

  本文關(guān)鍵詞：多通道高精度時(shí)間標(biāo)記器研制

  更多相關(guān)文章： 時(shí)間標(biāo)記 GPS可馴銣原子鐘 時(shí)間間隔 多線程 系統(tǒng)集成

【摘要】：時(shí)間標(biāo)記就是確定一個(gè)脈沖信號(hào)發(fā)生或結(jié)束的時(shí)間信息。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的提高與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在通信、授時(shí)、電子交易、電力、信息安全等多個(gè)領(lǐng)域，多通道高精度時(shí)間標(biāo)記顯示出其重要的地位。針對(duì)高精度并行標(biāo)記的需要，研制了基于GPS可馴銣原子鐘的多通道高精度時(shí)間標(biāo)記系統(tǒng)。主要工作如下： 研究了多通道并行標(biāo)記方法，提出將待標(biāo)記脈沖與參考脈沖進(jìn)行時(shí)間間隔比對(duì)，根據(jù)時(shí)間差進(jìn)行標(biāo)記的方法，不但能實(shí)現(xiàn)不確定度了100ns的各通道并行標(biāo)記，并且將各路脈沖之間的相對(duì)標(biāo)記精度提高到優(yōu)于1ns； 為提高參考脈沖的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度，分析了GPS授時(shí)接收機(jī)輸出1pps信號(hào)的特性，結(jié)合銣原子鐘的運(yùn)行規(guī)律，研究了GPS可馴鐘的方法，對(duì)比分析了最小二乘擬合和Kalman濾波的鐘參數(shù)估計(jì)方法。通過(guò)對(duì)晶體振蕩器的精確控制，將參考脈沖的準(zhǔn)確度提高到100ns以內(nèi)，穩(wěn)定度提高到2e-11/s。 在對(duì)多通道時(shí)間間隔測(cè)量技術(shù)和時(shí)間標(biāo)記方法研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合系統(tǒng)功能和性能要求，根據(jù)對(duì)技術(shù)路線的詳細(xì)分析，對(duì)多通道時(shí)間標(biāo)記器進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)了所有的硬件和軟件，研制出了原理樣機(jī)。 在硬件實(shí)現(xiàn)上，，針對(duì)測(cè)試的實(shí)際要求，對(duì)時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片的量程進(jìn)行了擴(kuò)展設(shè)計(jì)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了大量程快速測(cè)量與小量程精確測(cè)量。 在軟件實(shí)現(xiàn)上，采用多線程技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了多通道時(shí)間標(biāo)記系統(tǒng)多個(gè)串行數(shù)據(jù)接口數(shù)據(jù)的并行處理、待標(biāo)記脈沖的時(shí)間信息顯示、精細(xì)時(shí)間的圖形化顯示、以及時(shí)間信息保存與時(shí)差測(cè)量控制； 為分析時(shí)間標(biāo)記器的性能，設(shè)計(jì)實(shí)際的測(cè)試試驗(yàn)，從準(zhǔn)確度、精度和偏差三個(gè)方面對(duì)設(shè)備分別進(jìn)行了測(cè)試。試驗(yàn)結(jié)果表明，該設(shè)備可以對(duì)七路脈沖信號(hào)進(jìn)行并行時(shí)間標(biāo)記，每個(gè)脈沖時(shí)間標(biāo)記的不確定性優(yōu)于100ns，各路脈沖之間的相對(duì)偏差優(yōu)于1ns，時(shí)間標(biāo)記分辨率優(yōu)于81ps，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
【關(guān)鍵詞】：時(shí)間標(biāo)記 GPS可馴銣原子鐘 時(shí)間間隔 多線程 系統(tǒng)集成
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院（國(guó)家授時(shí)中心）
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：P228.4
【目錄】：

• 致謝3-4
• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 圖表目錄9-11
• 1 緒論11-17
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 課題研究目的與意義14
• 1.4 文章內(nèi)容安排與研究成果14-17
• 2 時(shí)間標(biāo)記原理17-21
• 2.1 授時(shí)技術(shù)17-18
• 2.1.1 時(shí)間尺度17
• 2.1.2 衛(wèi)星授時(shí)17-18
• 2.2 銣原子鐘控制方法18
• 2.3 時(shí)間標(biāo)記原理18-19
• 2.4 本章小結(jié)19-21
• 3 總體系統(tǒng)設(shè)計(jì)21-31
• 3.1 系統(tǒng)功能與性能要求21-22
• 3.1.1 系統(tǒng)功能21
• 3.1.2 系統(tǒng)性能要求21-22
• 3.2 技術(shù)路線分析22-23
• 3.2.1 關(guān)鍵技術(shù)路線22
• 3.2.2 關(guān)鍵技術(shù)分析22-23
• 3.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案23-29
• 3.3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)23-26
• 3.3.2 參考脈沖性能提高單元26
• 3.3.3 時(shí)差測(cè)量單元26-28
• 3.3.4 時(shí)間標(biāo)記數(shù)據(jù)處理單元28-29
• 3.4 本章小結(jié)29-31
• 4 各單元的實(shí)現(xiàn)31-65
• 4.1 參考脈沖性能提高單元31-44
• 4.1.1 UTC 時(shí)間的獲得31-33
• 4.1.2 參考脈沖性能提高的工作原理33-34
• 4.1.3 銣原子鐘參數(shù)估計(jì)方法34-41
• 4.1.4 參考脈沖性能提高結(jié)果分析41-44
• 4.2 時(shí)差測(cè)量單元44-50
• 4.2.1 時(shí)差測(cè)量硬件模塊44-47
• 4.2.2 時(shí)差測(cè)量控制軟件模塊47-50
• 4.3 時(shí)間標(biāo)記數(shù)據(jù)處理單元50-58
• 4.3.1 時(shí)間標(biāo)記軟件界面設(shè)計(jì)50-54
• 4.3.2 時(shí)間標(biāo)記軟件實(shí)現(xiàn)54-58
• 4.4 系統(tǒng)集成58-64
• 4.4.1 系統(tǒng)集成方案58-59
• 4.4.2 系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn)過(guò)程59-60
• 4.4.3 時(shí)間標(biāo)記結(jié)果展示60-64
• 4.5 本章小結(jié)64-65
• 5 時(shí)間標(biāo)記系統(tǒng)誤差分析65-69
• 5.1 時(shí)間標(biāo)記誤差來(lái)源分析65-66
• 5.2 時(shí)間標(biāo)記誤差處理方法66-68
• 5.3 本章小結(jié)68-69
• 6 系統(tǒng)測(cè)試69-77
• 6.1 準(zhǔn)確度測(cè)試69-71
• 6.2 精度測(cè)試71-73
• 6.3 偏差測(cè)試73-75
• 6.4 系統(tǒng)性能分析75
• 6.5 本章小結(jié)75-77
• 7 總結(jié)與展望77-79
• 7.1 總結(jié)77-78
• 7.2 展望78-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 作者簡(jiǎn)介及在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果83

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

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3 樊多盛;施韶華;李孝輝;;基于GPS接收機(jī)的銣原子鐘駕馭方法研究[J];電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào);2013年10期

4 關(guān)世友;李智;胡聰;;IEEE1588協(xié)議硬件時(shí)間戳標(biāo)記電路設(shè)計(jì)[J];計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制;2011年10期

5 李孝輝,吳海濤,高海軍,邊玉敬;用Kalman濾波器對(duì)原子鐘進(jìn)行控制[J];控制理論與應(yīng)用;2003年04期

6 張慧君;李孝輝;邊玉敬;;基于FPGA的高分辨力時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用研究[J];宇航計(jì)測(cè)技術(shù);2009年04期

7 楊旭海,翟惠生,胡永輝,李志剛,李孝輝;基于新校頻算法的GPS可馴銣鐘系統(tǒng)研究[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2005年01期

本文編號(hào)：687286