● 摘要
时间频率标准是整个时间统一系统的核心，随着空间技术的发展，对高精度时间频率标准的传递提出了更高的要求。传统的搬运钟法能够获得较高的频率准确度和精度，但溯源周期长，对运输环境要求严格，不易于开展原子频标的定期和实时性校准。近年来，随着卫星技术的研究与快速发展，利用卫星信息进行时间频率传递得到广泛应用与研究。基于星载高精度铯钟的时间频率信号和GPS系统数据信息的GPS共视法时间频率传递技术，能够实现远距离异地传递，精度高，使用方便，系统实施成本较低。利用GPS共视法的优势，研制的时统设备计量校准系统，在精度、可靠性、实时性方面都能满足异地时间频率标准传递的需要。针对GPS共视法的误差源，主要分析、讨论了卫星误差、信号传播误差、接收机误差的修正模型、抑制措施。为能够充分利用GPS共视接收机接收的共视数据信息，进行了共视数据按仰角加权求平均值的数据处理算法研究。采用多通道Motorola VP Oncore GPS共视接收机，可以接收更多GPS卫星的时间信息，提高共视精度，再结合实际需求给出了时统设备计量校准系统的设计方案。采用LabWindows CVI 6.0虚拟仪器和Visual C# 、VB 6.0 面向对象的程序开发工具，设计完成了系统软件，使系统可视化程度好，功能完善，可靠性高。验证试验表明：超短基线、共钟、共视条件下，仰角大于20度时，接收机的不确定度优于4.67ns； 采用GPS共视法和实验室直接比对法测量的频率准确度在同一数量级，满足设计要求。