北斗实时卫星共视时间传递技术及其性能评估

全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）时间传递技术以其低成本、高精度、广覆盖范围等特点,广泛应用到高精度时频领域。传统卫星共视技术利用全球卫星导航时间比对标准（Common GNSS Generic Time Transfer Standard,CGGTTS）共视文件实现事后高精度时间传递,很难实现实时时间传递。为满足数字换流站、电力物联网、移动通信等对实时、高精度时间传递的需求,研究了基于北斗三号全球卫星导航定位系统（BDS-3）伪距观测数据的实时卫星共视技术,开展了短基线和西安-三亚长基线北斗实时卫星共视时间传递实验来评估实时共视时间传递性能。实验结果表明北斗实时卫星共视时间传递精度优于1 ns,可为时频系统、数字换流站等应用领域提供纳秒级时间同步和纳秒级时间溯源服务。     

基于GPS/北斗共视技术的铷钟驯服方法

在分析了现有铷钟驯服方法的基础上,提出了一种基于GPS/北斗共视技术的铷钟驯服方法,将铷钟的输出频率驯服到时间频率的最高国家基准UTC(NIM)上。试验结果表明,本文提出的方法可以有效实现对铷钟的驯服,经驯服的铷钟频率信号指标良好,能够提供铯钟量级的高精度频率标准。     

激光差动共焦曲率半径测量不确定度评定

曲率半径是球面光学元件中的重要参数之一,曲率半径的高精度测量已经成为光学元件使用与加工中的一个关键问题。提出了基于差动共焦法的曲率半径测量方法,研制了1套激光差动共焦曲率半径测量系统,并对2组曲率半径测量结果进行不确定度评定。结果表明,2组曲率半径的测量值均与标称值吻合,其相对误差为0.001 15%,两组测量数据的标准不确定度均优于3.211 1110-4 mm。     

激光差动共焦曲率半径测量不确定度评定

曲率半径是球面光学元件中的重要参数之一,曲率半径的高精度测量已经成为光学元件使用与加工中的一个关键问题。提出了基于差动共焦法的曲率半径测量方法,研制了1套激光差动共焦曲率半径测量系统,并对2组曲率半径测量结果进行不确定度评定。结果表明,2组曲率半径的测量值均与标称值吻合,其相对误差为0001 15%,两组测量数据的标准不确定度均优于3211 11×10-4 mm。     

空间目标共视观测定位的误差分析

合成孔径激光雷达具有成像分辨率与探测距离无关的特点。与微波相比,激光波长至少小3个数量级,因此能实现更高分辨率的成像,但是波长更短时成像更容易受系统自身引入的相位误差的影响,从而导致成像模糊。为了消除该误差对成像的影响,提出采用光学锁相环(OPLL)技术抑制编码合成孔径激光雷达的系统随机相位噪声。在发射端,激光信号经编码信号驱动的电光调制器调制后用于探测目标;在接收端,对接收到的回波信号与本振光进行正交解调。所提出的基于OPLL的编码合成孔径激光雷达工作在1550 nm波段,调制带宽为1.25 GHz,脉冲重复频率最高可达1.2 MHz/s。实验结果表明,在没有OPLL时,系统随机相位波动大于100 rad,采用OPLL后,系统内部相位稳定度优于0.1 rad,大幅度提高了系统自身的相位稳定度和方位向合成成像精度。     

空间目标共视观测定位的误差分析

通过两台光电望远镜对空间目标共视观测能够定位空间目标,并且能够解决光电望远镜短弧测角数据的初轨确定问题,但其定位精度与空间目标和两台光电望远镜所形成的观测几何有关。首先对空间目标共视观测定位误差进行分析,然后推导其均方根误差的解析表达式,最后基于长春站和上海佘山站并结合不同轨道高度的低轨激光星CPF(Consolidated Prediction Format)星历生成仿真共视观测数据,用来对空间目标共视观测定位以及定轨精度进行分析。结果表明,两台光电望远镜对低轨空间目标的定位精度能够达到100 m,利用定位数据进行初轨确定可以得到轨道的半长轴误差小于10 km。     

LEO空间目标的非协同共视观测及初轨确定

测角数据的初轨确定(IOD)是通过光学观测技术进行空间目标编目的 关键,然而对于低地球轨道(LEO)空间目标,地基光学观测所获得的数据弧长较短且不包含距离信息.因此,在进行IOD时,所得轨道的误差往往较大,难以应用于进一步的工作中.针对上述问题,研究了LEO空间目标的非协同共视观测技术及其初轨确定,并基于统计学提出了一...     

基于测量不确定度评定的数据处理方法

中利用直接测量量和间接测量量的测量不确定度评定方法,根据误差理论的教学经验与实践,给出了直接测量量和间接测量量的实验数据处理的具体方法步骤,并结合实际的测量数据,举例说明了如何运用直接测量量和间接测量量的实验数据处理方法,既便于学生理解又利于他们更好地掌握。     

用改进的落体法测量重力加速度

提出了一种改进的测量重力加速度的自由落体方法,该方法只采用一组光电门,下落距离由精密加工在落体上的缺口控制并被光电门感知.通过理论计算表明:在理想状态下,(1)初速度越小,重力加速度g的测量结果的相对不确定度越小;(2)g的测量结果的相对不确定度随距离s2的增大而减小;(3)在s2固定条件下,s1取s2的五分之一至三分...     

基于可调谐二极管激光吸收光谱的气池光程可溯源测量

在碳中和的国际大背景下,精确可靠地定量测量大气温室气体浓度对实现碳中和目标具有重要意义,开发测量结果可直接溯源至国际单位制SI的气体分析仪是精确可靠监测温室气体浓度的重要方法。可调谐二极管激光吸收光谱（TDLAS）技术是常用的气体浓度测量方法,根据比尔-朗伯定律,实现仪器的测量浓度直接溯源至SI的必要条件之一是可直接溯源的气池光程,气池光程的不确定度直接影响气体浓度的测量不确定度,对气池光程的可溯源精确测量有利于发展测量结果可直接溯源的气体分析仪。针对光程标称为81 cm的三次反射型气池光程可溯源测量需求,使用校准的米尺测量该气池光程得到的直接测量结果为(81.21±0.80) cm,较大的测量不确定度（0.80 cm）是综合考虑定位误差和三段光路与测量路径可能不重合导致的测量误差估算得到的。为了减小测量不确定度,本文搭建了TDLAS气池光程测量系统,测量系统以1 576 nm分布式反馈激光器为光源,通过在激光控制器上加载斜坡扫描电压来测量待测气池内标准高纯二氧化碳（CO₂,99.999%）在6 344.68 cm-1附近的吸收光谱,使用测量结果可直接溯源的压力传感器和温度传感器分别测量气池内的压强和气体温度,采用美国国家标准技术局最新测量得到的30012-00001跃迁带P 4e支线强（相对标准不确定度为0.15%）反演气池光程,使用二次速度依赖Voigt线型精确拟合不同气压（36~75 Torr）下的光谱吸光度信号获得对应气压的积分吸光度,全面分析各参量的测量不确定度及其传递过程,对不同气压下的积分吸光度进行线性回归分析,计算得到可直接溯源的气池光程为(81.61±0.42) cm,相对标准不确定度为0.51%,测量不确定度范围落在直接测量结果范围内,测量不确定度小于直接测量结果。本文气池的光路结构是多次反射长光程气池的简化,该系统同样适用于多次反射长光程气池光程的可溯源测量。     

各高速摄影仪跟踪测量数据时间一致性检验方法及准确分析

提出了各高速摄影测量仪跟踪测量数据时间一致性检验方法,并经实战任务数据处理分析,证明该方法行之有效.它不仅解决了跟踪设备时间一致性问题,同时也提高了卫星运载工具在起飞段的漂移量数据处理准确.     

Simultaneous Space and Time Synchronization Using Shared Entangled Qubits

This paper generalizes the quantum clock synchronization protocol of Josza, et al., [Richard Jozsa, et al.,Phys. Rev. Lett. 85 (2000) 2010] to synchronize space and time simultaneously.     

Simultaneous Space and Time Synchronization Using Shared Entangled Qubits

This paper generalizes the quantum clock synchronization protocol of Josza, et al., [Richard Jozsa, et al.,Phys. Rev. Lett. 85 (2000) 2010] to synchronize space and thne simultaneously.     

分布式测试系统时间同步技术的研究

分布式测试系统是集计算机控制技术、网络通信技术与多传感器信息融合技术于一体的复杂测控系统;与独立测试系统不同,在网络化分布式测试系统中,各测试装置需按通信协议与网关节点通信以完成相应的测试;不同测试装置在接收网关节点发出的信号时,由于传输距离不同会引起时延差;如果系统中的各个测试装置不具备统一的时间基准,那么得到的测试数据因为时钟差异将无法反映出信息的真实情况;因此,整个网络中所有测试装置需要保持时间同步;针对分布式测试系统时间同步的需求,对信号传输过程中的时延问题进行了研究,提出了一种基于FPGA的时延测量方法,对这种软硬件结合时延测量方法的实现原理进行了详细阐述,并进行了功能仿真及试验验证。     

基于数字与模拟采集同步测控技术的研究

当前数字化闭环控制航天伺服系统测试时采用一种基于1553B总线控制和A/D模拟采集的测控系统设备,当进行动态特性测试时,1553B与A/D间的启动延迟导致测试结果的精度不准确。为了消除数模混合控制系统下启动零点误差对伺服系统动态特性的影响,对启动零点误差来源进行了分析,在伺服系统1553B总线架构数字化闭环控制的基础上,采用基于PXI硬件平台的数字与模拟采集启动零点同步技术,解决了由于启动同步时间差导致伺服系统动态特性数据处理结果跳变的问题,大大提高了伺服测控系统的测试精度。     

Synchronization of uncertain fractional-order chaotic systems with disturbance based on a fractional terminal sliding mode controller

This paper provides a novel method to synchronize uncertain fractional-order chaotic systems with external disturbance via fractional terminal sliding mode control. Based on Lyapunov stability theory, a new fractional-order switching manifold is proposed, and in order to ensure the occurrence of sliding motion in finite time, a corresponding sliding mode control law is designed. The proposed control scheme is applied to synchronize the fractional-order Lorenz chaotic system and fractional-order Chen chaotic system with uncertainty and external disturbance parameters. The simulation results show the applicability and efficiency of the proposed scheme.     

基于多信道无线传输的旋翼载荷测试技术研究

直升机旋翼系统载荷和强度飞行试验是对真实大气环境中旋翼系统应力载荷谱的研究,它提供的真实数据是理论计算所不能提供的。因此旋翼系统载荷试飞是直升机设计定型试飞中极其重要的项目。针对直升机旋翼系统载荷测试技术需求,采用模块化、冗余度和高集成的设计理念,通过多信道无线传输设计等技术,将采集的动态载荷数据调制、发射与解调,实现了多通道、高带宽和精同步的旋翼系统载荷数据采集与监控。该技术对于直升机旋翼系统载荷试飞中遇到的类似问题具有一定的借鉴意义。     

基于对等有向传递的远程技术支援系统数据同步技术研究

在分析现有C/S模式的远程技术支援系统数据同步方法存在的问题的基础上,提出了建立多级服务结构的远程技术支援系统网络结构;打破了以往分布式系统必须建立统一服务的模式,将网络中各个节点看成对等的关系,节点发送和接收数据同步信息是由用户来决定的;节点间依据配置依次传递形成了对等、有向、无限扩展的数据同步能力;该方法在远程技术支援系统的音视频监控系统中得到有效应用,最后在某网络中进行了试用,满足用户要求。     

Function Projective Synchronization of Discrete-Time Chaotic and Hyperchaotic Systems Using Backstepping Method

In this paper, a function projective synchronization scheme is developed to investigate the function projective synchronization between the discrete-time driven chaotic system and the discrete-time response chaotic system. With the aid of symbolic-numeric computation, we use the scheme to study the function projective synchronization between 2D Lorenz discrete-time system and Hdnon discrete-time system, as well as that between 3D discrete-time hyperchaotic system and Henon-like map via three scalar controllers, respectively. Moreover numerical simulations are used to verify the effectiveness of the proposed scheme.     

Time synchronization and carrier frequency control of CAPS navigation signals generated on the ground

The Chinese Area Positioning System (CAPS) works without atomic clocks on the satellite, and the CAPS navigation signals transmitted on the ground may achieve the same effect as that with high-performance atomic clocks on the satellite. The primary means of achieving that effect is through the time synchronization and carrier frequency control of the CAPS navigation signals generated on the ground. In this paper the synchronization requirements of different time signals are analyzed by the formation of navigation signals, and the theories and methods of the time synchronization of the CAPS navigation signals generated on the ground are also introduced. According to the conditions of the high-precision satellite velocity-measurement signal source, the carrier frequency and its chains of the navigation signals are constructed. CAPS velocity measurement is realized by the expected deviation of real time control to the carrier frequency, and the precision degree of this method is also analyzed. The experimental results show that the time synchronization precision of CAPS generating signals is about 0.3 ns and the precision of the velocity measurement signal source is about 4 cm/s. This proves that the theories and methods of the generating time synchronization and carrier frequency control are workable. Supported by the Major Knowledge Innovation Programs of the Chinese Academy of Sciences (Grant No. KGCX1-21), the National High Technology Research and Development Program of China (Grant Nos. 2004AA105030 and 2006AA12Z314), the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 10453001), and the Major State Basic Research Development Program of China (Grant No. 2007CB815502)