基于主站GPS无线广播重发精确同步校时方案的实现

无线分布式测量系统中,测量时钟的同步与校时是系统实现的重点和难点技术问题。本文提出一种基于主站GPS的无线精确校时方案,即在主站配置GPS同步时钟源,再通过无线帧信号广播重发侦听方式,对子站时钟进行高精度同步校时。文章重点讨论了利用nRF905无线模块实现广播重发侦听校时的网络系统结构、校时原理、校时精度、较传统无线校时方案的优势以及其它影响校时精度的因素等内容。本校时方案应用于在线绝缘带电检测系统使中,既降低了硬件成本,又取得了高精度的校时效果,完全满足系统设计要求。     

再论狭义相对论中“观测”与“看见”的差别──时钟佯谬的时空图表示法

本文以时钟佯谬为例，阐明了在运动时钟问题中“观测记录”与“视觉读数”之差异，再一次澄清了狭义相对论中“观测”与“看见”两个概念的区别，并在讨论中强调了用狭义相对论解释时钟佯谬的关键所在．     

基于FPGA和有限状态机的守时系统设计

通过对现阶段守时系统实际应用情况和技术特点的分析,提出了一种新的守时系统设计方案,设计了一个基于FPGA和有限状态机的守时系统;采用恒温晶振组成本地时钟,与GPS/北斗时钟源共同作为系统的输入信号,利用FPGA设计守时系统的基本电路和有限状态机,并对调频调相部分和外部D/A转换电路进行控制,实现本地时钟与时钟源完全同频同相输出,从而快速获得高精度的时间基准,并能在GPS/北斗失锁后对时钟源信号进行保持,实现通信系统的时间同步。     

基于STM32F407的时钟同步系统的实现

随着电力系统复杂程度的提高,智能化变电站对系统内各节点时钟同步精度的要求越来越高;IEEE1588 精确时钟同步协议的应用使得系统内时钟同步精度达到纳秒级别;文章对IEEE1588时钟同步的原理进行了分析,设计了基于STM32F407处理器的时钟同步系统;介绍了本地时钟向量调节与频率调节两种时钟调节方式;最后测试主从时钟同步精度,结果表明同步精度在200 ns以内,满足智能变电站对系统内时钟同步精度的要求。     

图像数据异地采集同步电路设计

在兵器靶场测试中,为了获得不同位置弹丸炸点同一时刻的图像,需要将多台异地测量站放置的摄像机同步采集图像数据,提出了图像数据异地同步采集方案,采用GPS技术设计了一种高精度时统系统。该系统采用GPS授时,由时统控制电路和计数器电路实现本地时钟功能,记录每个测量站摄像机起拍时间,从而实现图像数据采集的异地同步,同步精度可以达到微秒级。     

《时间旅行》的课堂引入与相对论解析

科教片《与霍金一起了解宇宙》之《时间旅行》从物理理论出发,通过假想实验和真实证据讨论了人类实现"时间旅行"的途径,非常适合相对论教学的课堂引入.本文根据相对论对其内容进行了深入分析和数据推证,并以片中环绕黑洞飞行和GPS为例探讨了强、弱引力场改变时间流速的计算方法,证明了弱场条件下可以直接利用狭义相对论时间膨胀和广义相对论引力钟慢效应的定量公式,其综合效果近似等于这两者结果的简单相加.     

基于BP神经网络模型时钟同步误差补偿算法

误差补偿是保证水下传感器网络时钟同步精度的一个重要保障,现有研究方法主要采用线性拟合和最小二乘法对时钟同步参数进行误差补偿,但该类方法并未考虑受海流影响时节点移动所导致的时钟同步精度问题.针对此问题,本文提出一种基于BP神经网络模型的时钟同步误差补偿算法.首先采用深海拉格朗日洋流模型描述水下节点运动规律,模拟水下节点运动速度,进而建立时钟同步参数模型,最后构建符合水下环境的BP神经网络时钟同步误差补偿模型,通过定义激励函数,引入正则项因子和补偿性因子避免模型过拟合,建立误差反向传播的BP神经网络模型时钟同步误差补偿算法.仿真实验表明,本文提出的算法与TSHL算法、MU-sync算法、MM-sync算法相比,在时钟同步精度(即时钟同步时间与标准时间的误差)上分别提升了37.42%, 17.29%和21.86%,并且均方误差得到显著降低.     

化工装置多控制系统间时钟同步设计与应用

针对化工装置有DCS,SIS,CCS等多套控制系统的情况,采用GPS时间服务器,设计了一个通过SNTP协议完成多控制系统时钟同步的技术方案;介绍了GPS时间服务器的设置,DCS时间组的设置,CCS系统时钟同步软件的设置以及SIS系统时钟同步的两种设置方案;实现了不同装置多控制系统之间的全局时钟同步;保障了工艺参数趋势记录,SOE记录,工艺人员操作记录时间基准的一致性和准确性;有利于生产事故原因的查找与分析。     

狭义相对论中事件概念的教学

论述了事件概念的含义及准确理解事件在洛伦兹变换和相对论时空理论（运动时钟延缓、运动尺寸缩短等）教学中的作用．     

介绍一道相对论例题

相对论时空理论(即洛仑兹变换及其推论:同时 的相对性、爱因斯坦延缓、洛仑兹收缩、讯号速度的 极限和速度相加定理)[1],是狭义相对论的重点和难点 之一;同学们在学习了这部分内容以后,不仅感到概 念抽象,而且在处理作业时遇到困难较多.因此,主 讲教师在讲完这部分内容以后,总要举一两个例题, 为了节省学时,又要顾及较多的内容,一般应该选取 一例多能、复盖面大且难度适中的例题.笔者选用了 一道求时空坐标的例题,现介绍如下,以供参考. 例题:两个惯性系S和S'上各自放置若干时钟, 各自认为自己系的诸时钟同步,S'系以速度v沿S系 的x轴运动.…