一、广义相对论在时频计量中的应用(论文文献综述)
廖健宏,张昂,王进起,朱强,熊德智[1](2021)在《四通道超稳腔的振动分析及热分析》文中认为镱原子光钟是当前稳定度最好的光钟,其稳定度已经进入10-19的量级。依托于高精度的镱原子光钟,可以开展广义相对论的检验以及测地学等领域的科学和应用研究。镱原子光钟研制过程中需要用到多种频率的光,所以针对这些激光的频率控制是镱原子光钟研制的一项关键技术问题。本文针对钟激光以外其他四种激光的频率控制要求,以一个四通道超稳光学腔设计作为其频率锁定方案。利用有限元分析方法,得到了超稳光学腔处于最佳支撑位置处的振动敏感度和温度敏感度。分析结果表明:在最佳支撑位置处,光学腔超稳在竖直方向上的振动敏感度为4.0×10-9/g,热时间常数为53 h。对周期为24 h的典型实验环境温度293.15±1 K的条件下,计算获得的温度敏感度为1.3×10-4。该四通道超稳光学腔能够同时满足镱原子光钟系统中除钟激光外其他激光的频率稳定度要求。这种简化的四通道超稳腔稳频设计方案,为今后镱原子光钟的小型化、集成化设计提供一种新技术尝试。
王睿[2](2018)在《北斗/GPS综合授时技术研究与应用》文中研究指明时间统一系统是一流航天发射场、靶场试验的关键设备,能够为地面测试控制用户提供各种同步信号和精准的时间尺度,是测控用户的重要组成部分。随着我国深空探测、载人航天、武器试验、空间站建设、探月工程的快速发展,对时统设备的精确度、稳定性、集约化、多功能提出了很高要求。目前,武器靶场和航天发射场车载机动测控设备所应用的时统终端大都采用B码授时方式,较新的时统终端增加了GPS授时方式,目前所采用的时统终端都有较强的依赖性。B码授时必须依靠中心时统站,GPS授时必须依赖美国全球定位系统。随着我国航天技术实力增强,北斗导航卫星的建设发展,卫星授时的来源不单依靠美国的GPS,为自主可控打下坚实根基。本文综合北斗授时、GPS授时、B码授时的特点,利用FPGA技术设计与实现了综合授时系统,经过在靶场机动测控设备的测试使用,同步精度达到了小于0.5微秒的精度,优于目前普遍的1微秒精度,满足靶场体积小、高精度、多功能、高可靠、自主可控的使用要求。本文从系统组成、功能实现、国内外研究情况入手,通过研究掌握综合授时的北斗、GPS、B码的基本原理和组成,分析了总体时序关系、同步精度和守时精度,重点研究了综合授时的解码技术、编码技术和高精守时技术,利用FPGA技术设计与实现了综合授时系统,从工程技术方面提出了实现关键技术的方法。该系统在航天发射和武器试验的测控方面具有广泛的应用价值。
袁一博[3](2017)在《光纤网络时间频率传输与同步技术研究》文中指出高精度的时间和频率同步技术在原子频标比对、射电天文、深空探测等科学应用领域中有着非常重要的意义。由于同步精度高、可靠性好、传输损耗小等优异特性,基于光纤链路的时间频率传输与同步成为了近来的研究热点。考虑到光纤链路点对点接入方式的局限性,本文引入了适用于网络化应用的光纤时间频率传输方案。并对于时间频率传输技术在射电干涉测量以及导航同步领域的应用进行了讨论分析。本文将主要介绍下列几项工作:1.基于光纤的时标信号多点下载传输技术。利用这一技术可以沿点对点光纤时标传输链路任意位置复现高稳定度的时标脉冲信号。传输实验在置于控温箱内的30公里光纤盘纤上进行,在温度波动30?C时,接收端和下载端复现的高稳定度时标信号的峰峰值分别为±100 ps和±125 ps。在对由于传输路径不对称和器件温漂引起的系统误差进行标定修正后,还实现了100 ps量级的时标同步精度。该方案有潜力为未来大规模时频网络的建设提供技术参考。2.基于光纤的星形拓扑时间和频率信号传输方案。该方案直接在商用电信网络上测试运行,最终实现了时间网、频率网、数字电信网络的融合,适合用于连接有高精度时频参考需求的科研机构。在30?C/天的温度波动下,接收端复现的时间频率信号实现了峰峰值±50 ps的时标稳定度和3×10-14/s的频率传输稳定度。这一方案适用于依托现有通信光纤链路构建大范围时频同步网络,有潜力在国防工业和国民生活等相关领域发挥重大的作用。3.本文还介绍了高精度时间频率同步技术在射电干涉测量和导航定位领域的两个应用实例。清华大学提出的星形拓扑结构高精度频率传输方案有望应用于平方公里阵列射电望远镜(SKA)项目中,已被选为首选频率同步方案。第二个实例是清华大学团队提出的自由空间微波频率信号传输技术在未来被应用于星地频率传输的可行性探究试验和论证。作者作为团队成员参加了这两次外场测试试验。
白钰[4](2015)在《光纤时频网络化精密同步及航天测量应用》文中指出基于光纤的时间频率同步技术可以实现远距离的高精度时频同步,在光频原子钟比对、天文观测、深空探测等众多领域展现出巨大的应用潜力。本论文的研究内容主要针对传统光纤时频同步方案仅适用于点对点同步的局限性,提出了多种光纤时频网络化传输的解决方案,并且重点对其在航天测量领域的应用进行了实验研究与分析。本文介绍了光纤时频同步的可多点下载技术,利用该技术可以在已经实现点对点时频同步的光纤链路任意位置提取高精度的频率信号。光频同步实验在任意位置下载频率稳定度可以达到3×10-16/s,4×10-18/104s,微波频率同步实验在任意位置下载频率稳定度可以达到7×10-14/s和5×10-18/天。该技术的提出可以极大地拓展光纤时频同步的覆盖范围,尤其是在长距离同步情形具有十分重要的应用价值。针对许多应用领域提出的多分支网络化时频同步需求,本文介绍了基于光纤的网络化被动同步技术及其实验演示,该技术通过在各接收端对传输过程中光纤引入的相位噪声进行被动补偿的方式实现了高精度的时频网络化同步。与传统主动补偿方式相比具有结构简单,多分支相互独立并且易于扩展等优势,在10 km的传输距离上,其同步精度可以达到6×10-15/s与7×10-17/104s,有望应用于平方公里阵列天文望远镜(SKA)等大型科学项目。作为该技术的初步应用举例,本文介绍了正在建设中的北京地区区域时频同步网络。本论文还重点介绍了在某卫星观测站进行的短基线卫星干涉测量实验,利用实验室自主研发的光纤时频同步样机,结合搬运钟时标比对方法,实现了相距70 km两观测站间的高精度时频同步,站间频率相对稳定度达到了5×10-15/s,6×10-19/104s,时标比对精度优于5 ns。通过对两站观测某同步轨道卫星的数据进行初步分析,估计测轨精度理论上可以达到米量级。实验结果初步表明采用光纤时频同步技术,可以提高传统干涉测量技术的站间时频同步精度,从而缩短观测基线并提高观测精度。
李娜[5](2014)在《基于相位群同步的高精度频率链接技术研究》文中提出本文提出了周期性现象间相位变化的规律性,提出了相位群同步、相位量子等物理特性,深化了有关最大公因子频率、等效鉴相频率等概念的理论。并把这些新的理论概念应用到原子钟中,与传统处理方法相比简化和改进了原子钟的线路部分,并且将原子频标性能得到提高,产生了基于周期性信号间相位群同步和相位群处理方法的高精度频率链接技术。本文根据周期信号之间的相位关系变化规律,基于相位群同步的理论知识和相位群处理的方法,通过比对两个压控晶体振荡器输出信号的相位差,即时间间隔,经过反馈和数据结果处理后对其中输出频标信号的压控晶体振荡器进行锁相控制,从而达到高精度频率链接的目的。这种频率链接技术简化且改进了传统原子频标结构中的线路部分,使得倍频与频率合成线路、反馈及控制电路实现了简单且集成化,不仅减小了传统频率归一化方法中频率变换电路所带来的相位噪声,而且明显地提高了原子钟输出信号的性能,使原子频标的输出有好的准确度和长期稳定度指标,同时保持了压控晶振本身好的短期稳定度和相位噪声指标,达到了频率高精度链接的技术目的。铯原子钟具有最高的准确度和良好的稳定度,主要用于卫星导航的应用。氢原子钟具有最高的稳定度,目前处于研究和扩展应用的阶段。铷原子钟的优势在于体积小,主要用于商用。经过对比,本论文原子物理部分选用铯原子,经过频率链接技术后输出10MHz的频标信号。本论文所设计的铯原子钟硬件电路主要分为四个部分:信号整形模块,是对线路中两个受控振荡器输出的频率信号经过放大、滤波、施密特触发器后输出脉冲信号;CPLD分频模块,是对10MHz的受控振荡器10000000分频后输出1Hz的信号;时差测量模块,是对分频后的1Hz频率信号和14.591479MHz频率信号进行相位比对,读出它们在每个最小公倍数周期1s内的时间间隔;MCU模块,对时差测量芯片的控制和对10MHz压控振荡器的控制。其中,对受控振荡器进行分频部分是利用Quartus Ⅱ软件用Verilog语言对CPLD在线编程进行测试,实现了计数器分频的功能。利用IAR软件对MSP430F169单片机编程进行调试,实现了对时差测量单元以及受控振荡器的控制,达到了频率链接电路对压控振荡器进行电压控制的目的。通过软、硬件的结合,铯原子钟电路经过改造后,输出的频标信号长期稳定度达到10E-13/天,短期稳定度达到5E-12/s,远端相位噪声达到-162dBc/Hz@1MHz。原子频标有广泛的应用,在计量领域可以作为频率计量和守时、时间同步和时间计量,在工程技术领域可以运用到导航与定位、数字通信等方面。
杨帆[6](2013)在《基于北斗GEO和IGSO卫星的高精度共视时间传递》文中研究指明时间是国计民生中不可或缺的组成部分,时间频率传递技术直接制约着用户所获得时间的精度。本文着眼于北斗导航系统的建设现状和国内时间传递技术的研究现状,借助国家授时中心现有科研基础和系统平台,开展了基于北斗GEO和IGSO卫星的高精度共视时间传递技术研究。参照GPS共视(GPS Common-view,简称GPS CV)算法,提出并深入研究了基于北斗卫星的直接共视法与标准共视法,利用自行开发的北斗共视软件和实测数据对算法进行验证。通过与C波段卫星双向结果进行比较,表明北斗GEO与IGSO卫星共视性能可靠。论文的研究工作可为开展基于北斗的更高精度的时间传递技术研究奠定基础。论文的主要内容如下:(1)介绍了国内外卫星导航系统的现状,分析了各种高精度时间传递方法的原理和特点,重点对共视时间传递方法做了阐述。(2)详细介绍了北斗卫星导航系统的特点,基于北斗系统的建设现状,深入分析了基于北斗卫星的共视时间传递技术。在实现北斗直接共视法(使用未拟合处理的原始观测数据进行共视计算)的基础上,参照GPS标准共视格式,提出并实现了北斗标准共视算法(将原始观测数据先进行拟合再参与共视计算)。对北斗共视中的数据处理方法,以及时间传递过程中各项延迟的修正策略进行了详细分析。(3)利用Visual Basic6.0平台开发了北斗共视软件,实现了基于北斗GEO卫星、IGSO卫星,以及GEO与IGSO卫星组合(GEO&IGSO)的直接共视和标准共视时间传递。通过计算各项性能指标得出,两种方式下,GEO&IGSO的天频率稳定度(日稳)和天平均频率准确度均能达到E-14量级。(4)最后将北斗共视结果与C波段卫星双向结果进行了比较分析,表明北斗GEO与IGSO卫星共视性能可靠。此外,还对基于北斗MEO卫星的共视时间传递方法做了初步试算。
崔弘珂[7](2012)在《高精度授时接收机关键技术研究与实现》文中指出随着现代科技的飞速发展,高精度时间基准是通信、导航、电力、工业、商务以及国防建设等领域重要的基础保障平台之一,精确的时间同步需求也越来越广泛,人们对时间和频率基准的精度提出了越来越高的要求,如何获得高精度时间同步是保障各系统正常可靠运行的关键。北斗卫星导航系统是我国自主的卫星导航系统,可为分布在我国及周边地区的用户提供定位、短消息通信及定时服务。本文通过对目前授时技术和时间同步应用的现状分析,提出了研究北斗授时接收机技术的重要意义。文章通过对时间频率标准、时间同步技术、卫星导航系统原理、卫星授时接收机原理的介绍,详细分析了授时接收机测量主要误差源及其修正方法。在理论分析的基础上,提出了授时接收机的详细设计方案,通过硬件实现和对授时接收机性能的测试,验证了授时接收机数据处理算法的正确性。本课题所提出的北斗卫星授时产品的成功研制,必将大大加快北斗导航系统授时的广泛应用,增强我国时间同步领域的安全性、可靠性。
任红飞[8](2012)在《相对论框架下脉冲星导航模型的研究》文中提出脉冲星是一类具有超高压、超高温、超高密度、超强磁场和超强辐射的自然天体,能够周期性的辐射脉冲信号。其最显着的特点是自转快、周期稳定,可以作为计时与导航的基准,是当前时频建设与深空导航的研究热点之一。观测模型是脉冲星导航的理论基础。高精度观测模型是实现高精度导航的前提条件。由于脉冲星距离地球非常遥远,观测模型至少要在太阳系时空尺度上讨论,而广义相对论革新了传统的时空理论,因此,建立观测模型的关键问题之一是研究脉冲星导航中的相对论问题。总体上看,脉冲星导航的相对论问题可以概括为两方面,一是时空尺度转换,二是脉冲TOA归算。论文主要针对脉冲星导航的相对论问题开展研究,主要研究内容包括球对称与轴对称度规场中的相对论效应、单脉冲星导航模型、脉冲双星导航模型、脉冲星导航的误差源分析、脉冲星导航中的相对论时空基准。论文总结国内外在脉冲星计时和导航方面的理论研究和应用进展,简要介绍脉冲星观测中需要解决的相对论问题;介绍后牛顿理论和多参考系下的近似方法。推导参数化球对称度规场和Reissner-Nordstr m度规场中信号传播时间方程、光线偏转方程和近星点进动方程;推导Kerr度规场中信号传播方程和光线偏转方程。针对脉冲单星,完整推导1PN度规场中的TOA方程,在此基础上构建了1PN导航模型;分析比较两种不同观测模型的差异;推导顾及星体角动量和四极矩的高阶导航模型;考虑到近地飞行器的导航需求,初步提出了基于地心的导航模型。针对脉冲双星,论文基于ATNF数据库,分析脉冲双星分布、自转等基本属性;以BT模型为基础,推导牛顿力学下的计时模型,改进BT计时模型的参数拟合方案;推导双星导航模型,给出双星运动的后牛顿修正公式,分析子星自转对双星绕转轨道的后牛顿摄动。在推导导航模型的基础上,论文分析脉冲星导航的误差源。首先分析脉冲单星导航的误差源,包括脉冲星星表误差、行星历表误差、天体位置假定误差等,比较不同轨道类型飞行器的引力时延差异,分析太阳系内天体的四极矩和角动量引起的引力时延和太阳系行星的引力弯曲;其次分析脉冲双星导航的误差源,包括双星轨道参数的误差导致的时间误差、伴星对信号传播的引力时延、轨道参数的后牛顿修正、双星自转对轨道参数的摄动。论文介绍与脉冲星观测相关的相对论时空基准。包括相对论天球参考系和相对论时间系统的定义、实现及相互转换;推导1PN下的相对论时空转换表达式;推导不同轨道类型的星载时钟TOA转换表达式;初步探讨脉冲星TOA转换中的相关问题。论文的主要创新点有:1、考虑信号传播的引力弯曲效应,完整推导1PN形式下的导航模型,改正有关文献在推导过程存在的问题;顾及星体的自转和四极矩,推导2PN形式下的导航模型;考虑了近地飞行器的导航需求,提出将TOA转换到地心的导航思想,初步建立两个地心导航模型。2、改进BT双星计时模型的参数拟合方案;在牛顿力学下推导双星导航模型,修正双星运动轨道的后牛顿效应;3、通过数值计算,较全面的分析相对论框架下脉冲星导航的误差源对TOA观测的影响;4、针对不同的飞行器轨道类型,研究星载时钟的TOA转换方法。
陈平[9](2011)在《均衡幻象,经济复杂和经济分析的演化基础》文中进行了进一步梳理人们普遍认为,基于简单模型的均衡框架,例如无摩擦世界中的代表者模型和双边谈判模型,可以为微观、宏观、金融和制度经济学提供一个逻辑自洽的分析框架。而当非线性和社会互动造成的内生不稳定性和不确定性涌现时,市场自稳定和制度趋同的均衡信念土崩瓦解。经济学和计量经济学中的均衡幻象,用在数学建模方面简单漂亮,但用于政策决策却后患无穷。大家熟知的均衡幻象模型包括弗里希的噪声驱动经济周期模型,Lucas的宏观波动的微观基础模型,和交易费用为零的科斯世界。这些模型不但违反了物理学的基本定律,而且缺乏史实方面的经验证据。他们的根本问题是采用线性哈密顿形式经济学的优化理论,它的前提是没有历史(不可逆性)和能量损耗的保守体系,它必然要求在经济交往中的对称信息,这对生命系统是不可能的。经济体在本质上是一个耗散系统,其特点包括对称破缺、信息流、时间箭头、和路径(历史)依赖。多体问题在数学处理上与单体问题和二体问题有着本质的不同。我们基于计算机的实证检验,和考察股市危机和转型萧条那样的自然实验,都清楚显示均衡分析的严重局限和演化动态的结构变化。复杂系统的新科学为分析非线性动力学和非平稳时间序列提供了新工具。均衡经济学现有的重大疑难,例如持续波动,突发性危机,市场韧性,社会运动,和组织多样性等尚未解决的难题,可以用非线性动力学模型更好地理解。就像爱因斯坦对物理学进行了范式革命一样,演化视角提供了一个更一般的理论框架,而传统的均衡模型只是其中的特例。因为均衡图景只是复杂现象的一种近似。就如放电影一样,人们对历史潮流的动态观察,可以简化为一系列短时间窗口下看到的移动图景。
周庆勇[10](2011)在《脉冲星计时模型和自转稳定性研究》文中指出脉冲星计时是研究时间科学、中子星物理、星际介质及双星系统等领域的重要手段之一。在天文学上,脉冲星计时观测获得许多重大的科学发现,引力波探测对脉冲星计时精度提出了更高的要求。毫秒脉冲星的自转频率稳定度可达10 ?1 9 10?2 1s/s,被誉为当前自然界最稳定的天文钟。论文对脉冲星计时模型和自转稳定性进行了研究,主要内容包括脉冲星计时的相对论建模、脉冲TOA分析模型以及脉冲星自转稳定度分析等。主要工作如下:1.在讨论脉冲星计时观测的牛顿与相对论理论的基础上,阐述了计时观测的相对论建模过程。2.在考虑太阳及地球二阶后牛顿效应的情况下,推导了地球原时与太阳系坐标时的高精度转换公式,使用脉冲星信号传播的零测地线方程得到脉冲星信号到达时间公式,并讨论各种效应的影响量级。详细分析了脉冲星计时方程与VLBI时延公式的差异。3.分析了脉冲星信号从辐射源至接收机传播全过程的各种计时效应,建立1ns精度的TOA分析模型。使用Tempo2软件对PSR J0437-4715的观测数据进行处理,得到脉冲星计时模型参数,并估计了各种时延效应大小。计时模型的主要误差包括TOA的分析模型误差,星际色散延迟误差,脉冲星自转不稳定等。4.阐述了高精度脉冲星计时的测量模型。介绍了脉冲星计时噪声的估计方法,通过计算得出当前毫秒脉冲星的计时噪声水平影响引力波背景辐射对TOA摄动的发现。论述了TOA摄动中各种计时效应的影响,分析了计时效应中白噪声项对脉冲星计时观测的影响。总结了减弱各种计时效应引起计时观测误差的方法。5.分析得出极其稳定的脉冲星自转频率是脉冲星相关应用(脉冲星导航或授时)的基础。用位置精确测定的且自转频率稳定的脉冲星定义时空基准,可实现更大区域的导航。通过对脉冲星时间尺度预报分析,得出脉冲相位模型在参考历元附近时间预报精度较高,而远离参考历元时,精度会逐渐降低。建议在脉冲星导航及授时中,采用最新的脉冲星计时模型参数。6.分析比较了原子时与脉冲星时的稳定特性。原子时钟稳定性主要受内部噪声的影响,而脉冲星时的最大噪声来源于自转的不稳定性,其稳定度一般使用? z方法估计。研究表明,在较短时间跨度内,原子时稳定度好于脉冲星时,而在长时间尺度(如1年以上)上,脉冲星时间尺度稳定度好于原子时。并且由多个脉冲星时构成的综合脉冲星时可较好地消除共同误差的影响,从而提高了脉冲星时间标准的精度。
二、广义相对论在时频计量中的应用(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、广义相对论在时频计量中的应用(论文提纲范文)
(1)四通道超稳腔的振动分析及热分析(论文提纲范文)
0 引言 |
1 四通道超稳腔的结构 |
2 振动分析 |
3 热分析 |
3.1 热时间常数的仿真模拟 |
3.2 温度敏感度的仿真模拟 |
4 总结 |
(2)北斗/GPS综合授时技术研究与应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 背景 |
1.2 目的 |
1.3 意义 |
1.4 国内外研究现状 |
1.4.1 国外研究现状 |
1.4.2 国内研究现状 |
1.4.3 靶场时间统一系统组成 |
1.5 论文内容及结构安排 |
1.5.1 论文主要研究内容 |
1.5.2 论文结构安排 |
第2章 综合授时系统的基本原理与组成 |
2.1 北斗授时系统组成与原理 |
2.1.1 北斗授时系统组成 |
2.1.2 北斗授时原理 |
2.2 GPS授时系统组成与原理 |
2.2.1 GPS授时系统组成 |
2.2.2 GPS授时原理 |
2.3 IRIG-B时间码原理 |
2.3.1 IRIG-B时间码概述 |
2.3.2 IRIG-B时码格式规范 |
2.4 总体时序关系 |
2.5 同步精度与守时精度 |
2.5.1 同步精度 |
2.5.2 守时精度 |
2.6 本章小结 |
第3章 编解码与高精守时技术研究 |
3.1 时统解码技术研究 |
3.1.1 北斗/GPS报文解析 |
3.1.2 DC码解码算法实现 |
3.1.3 AC码解码算法实现 |
3.2 时统编码技术研究 |
3.2.1 DC码编码算法实现 |
3.2.2 AC码编码算法实现 |
3.3 高精守时技术研究 |
3.3.1 晶振测频方法 |
3.3.2 晶振驯服方法 |
3.3.3 高精守时方法 |
3.4 本章小结 |
第4章 基于FPGA的综合授时系统设计与实现 |
4.1 综合授时系统总体设计 |
4.1.1 系统组成 |
4.1.2 解码模块原理 |
4.1.3 编码模块原理 |
4.2 综合授时系统解码模块设计 |
4.2.1 信息处理单元设计 |
4.2.2 测频守时单元设计 |
4.2.3 接口单元设计 |
4.2.4 人机交互单元设计 |
4.3 综合授时系统编码模块设计 |
4.3.1 通信单元设计 |
4.3.2 DC码编码单元设计 |
4.3.3 AC码编码单元设计 |
4.4 综合授时系统功能测试与指标检测 |
4.4.1 系统功能测试 |
4.4.2 系统指标检测 |
4.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
(3)光纤网络时间频率传输与同步技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 时间频率的基本概念 |
1.2 现阶段的时频计量体系 |
1.2.1 时频计量技术发展历程 |
1.2.2 量子频标与世界协调时 |
1.3 时频同步技术的现状 |
1.4 时频同步技术的重要意义 |
1.5 本文的研究内容与结构 |
第2章 时频信号的测量与表征方法 |
2.1 频率信号的表征 |
2.1.1 频率信号的噪声 |
2.1.2 稳定度表征——阿伦方差 |
2.1.3 相位噪声 |
2.2 频率信号的精密测量方法 |
2.3 时间信号的表征 |
2.4 时间信号的测量 |
2.4.1 影响时间间隔测量的因素 |
2.4.2 提高时间间隔测量精度和分辨率的方法 |
第3章 现有时频同步技术综述 |
3.1 搬运钟法实现时频同步 |
3.2 导航卫星时频同步 |
3.2.1 卫星单向法 |
3.2.2 卫星共视法(GPSCV) |
3.2.3 卫星双向时间频率传递法(TWSTFT) |
3.2.4 卫星GPS载波相位法(GPSCP) |
3.2.5 卫星激光时间传递 |
3.3 基于互联网的时间同步 |
3.4 光纤时间频率传输同步技术 |
3.4.1 光纤链路频率同步技术 |
3.4.2 光纤链路时间同步技术 |
第4章 基于光纤链路的多点下载时频传递系统 |
4.1 微波频率多点下载传输同步方案 |
4.2 光频多点下载传输同步方案 |
4.3 多点下载时标信号传输方案 |
4.3.1 原理演示实验 |
4.3.2 复现时标信号稳定度测试 |
4.3.3 影响系统准确度的因素分析 |
4.3.4 传输系统的准确度标定与修正 |
4.3.5 标定修正后的系统准确度测试 |
4.3.6 方案未来改进展望 |
第5章 与商用通信网络融合的时频传输技术 |
5.1 现有商用数字通信网络的情况简介 |
5.1.1 同步数字体系(SDH)简介 |
5.1.2 SDH网络的时间频率同步方式 |
5.1.3 与商用光纤网络共同工作的时频同步方案构思 |
5.2 与商用光纤网络共同工作的时频同步网络 |
5.2.1 多点下载拓扑结构的融合网络 |
5.2.2 星形拓扑结构的融合网络 |
5.3 星形拓扑时标传输方案 |
5.3.1 初始实验方案 |
5.3.2 最终实验方案 |
5.3.3 系统性能测试与分析 |
5.4 复杂时频同步网络的组织管理算法展望 |
第6章 时频同步在干涉测量和导航定位领域的应用 |
6.1 SKA架空光缆外场测试实验 |
6.2 清华大学自由空间微波传输实验 |
第7章 总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
(4)光纤时频网络化精密同步及航天测量应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 时间频率的概念与意义 |
1.2 时间与频率的关系 |
1.3 时频测量发展历程 |
1.3.1 原始测量阶段 |
1.3.2 天文测量阶段 |
1.3.3 原子测量阶段 |
1.4 守时与授时 |
1.5 世界协调时(UTC)的产生与发布 |
1.6 时频同步技术的重要意义 |
1.7 本文主要研究内容 |
第2章 时间频率的测量与表征方法 |
2.1 频率准确度与稳定度 |
2.2 稳定度时域表征——阿伦方差 |
2.2.1 交叠阿伦方差 |
2.2.2 修正阿伦方差 |
2.2.3 时间方差 |
2.2.4 哈达玛方差 |
2.3 稳定度频域表征——相位噪声 |
2.4 几种典型频标稳定度 |
2.5 本章小结 |
第3章 多种时频同步方法及其精度对比 |
3.1 搬运钟时频同步 |
3.2 自由空间微波时频同步 |
3.2.1 短波授时 |
3.2.2 长波授时 |
3.2.3 主动相位补偿微波时频同步实验 |
3.3 卫星时频同步 |
3.3.1 单向授时法 |
3.3.2 卫星共视法 |
3.3.3 双向时间频率传递法 |
3.4 光纤时频同步 |
3.4.1 商用网络光纤时频同步 |
3.4.2 高精度光纤时频同步 |
3.4.3 时间频率同时传输与同步实验 |
3.5 本章小结 |
第4章 光纤时频同步多点下载技术 |
4.1 光频同步多点下载技术 |
4.1.1 原理演示实验 |
4.1.2 传输稳定度分析 |
4.2 微波频率同步多点下载技术 |
4.2.1 原理演示实验 |
4.2.2 传输稳定度分析 |
4.3 本章小结 |
第5章 光纤时频网络化被动同步技术 |
5.1 大型科学项目网络化同步需求 |
5.2 网络化时频被动同步技术 |
5.2.1 原理演示实验 |
5.2.2 传输稳定度分析 |
5.3 北京地区区域时频同步网络初步实现 |
5.4 本章小结 |
第6章 光纤时频同步技术在航天测量领域的应用 |
6.1 甚长基线干涉测量技术(VLBI)介绍 |
6.1.1 基本原理 |
6.1.2 测量误差来源 |
6.1.3 发展趋势 |
6.2 连接端干涉测量技术(CEI)介绍 |
6.3 短基线干涉测轨实验 |
6.3.1 时频同步实验框图 |
6.3.2 基于光纤的频率同步 |
6.3.3 采用搬运钟方法实现时标比对 |
6.3.4 时频同步实验结果及分析 |
6.3.5 时频同步实验结果总结 |
6.3.6 卫星测轨结果初步分析 |
6.4 本章小结 |
第7章 总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
(5)基于相位群同步的高精度频率链接技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 本课题研究的方法、意义及结果 |
1.2 时频测控领域的现状和发展趋势 |
1.3 论文简要和内容安排 |
1.3.1 论文简要 |
1.3.2 论文内容安排 |
1.4 本章小结 |
第二章 原子频标 |
2.1 原子频标工作原理和分类 |
2.2 原子频标的性能指标 |
2.3 铯原子频标 |
2.3.1 磁选态铯束频标的工作原理 |
2.3.2 磁选态铯束频标性能指标和进展 |
2.3.3 铯束频标工作原理 |
2.3.4 光抽运铯束频标的性能指标和进展 |
2.4 铷原子频标 |
2.4.1 铷原子频标的工作原理 |
2.4.2 铷气室频标的性能指标和进展 |
2.5 氢原子频标 |
2.5.1 氢原子钟的构成和性能 |
2.5.2 氢原子钟性能指标和进展 |
2.6 新频标探索 |
2.7 本章小结 |
第三章 周期性信号相位关系的研究 |
3.1 周期信号的最大公因子频率以及最小公倍数周期 |
3.2 等效鉴相频率和等效鉴相周期 |
3.3 群周期和相位群同步 |
3.4 精密频率链接 |
3.5 本章小结 |
第四章 基于相位群同步的高精度频率链接技术 |
4.1 总体方案 |
4.2 系统模块设计 |
4.2.1 信号整形模块设计 |
4.2.2 CPLD分频模块设计 |
4.2.3 时差测量模块设计 |
4.2.4 MCU模块的设计 |
4.3 软件设计 |
4.4 实际测量结果及误差分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 频率链接技术的应用 |
附录A |
附录B |
附录C |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
1. 基本情况 |
2. 教育背景 |
3. 攻读硕士学位期间的研究成果 |
3.1 发明专利和科研情况 |
(6)基于北斗GEO和IGSO卫星的高精度共视时间传递(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
图表目录 |
1 引言 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究目的及意义 |
1.3 内容安排及创新点 |
2 高精度时间传递方法简介 |
2.1 国外 GNSS 系统简介 |
2.2 北斗卫星导航系统简介 |
2.2.1 空间星座 |
2.2.2 坐标系统 |
2.2.3 时间系统 |
2.3 高精度时间传递方法 |
2.3.1 GNSS 时间传递 |
2.3.2 TWSTFT 时间传递 |
2.3.3 激光时间传递 |
3 基于北斗卫星导航系统的共视时间传递 |
3.1 原理简介 |
3.2 北斗卫星导航系统的卫星轨道详解 |
3.2.1 星历参数 |
3.2.2 北斗卫星轨道解算 |
3.3 基于北斗卫星导航系统的时间传递误差分析 |
3.3.1 与卫星有关的误差 |
3.3.2 与接收机、测站有关的误差 |
3.3.3 与卫星信号传播有关的误差 |
4 北斗共视数据处理与分析 |
4.1 北斗共视处理流程 |
4.2 数据预处理 |
4.2.1 星历数据预处理 |
4.2.2 观测数据预处理 |
4.2.3 查找伪距观测值对应的星历 |
4.2.4 查找共视时刻 |
4.2.5 几种时间尺度之间的转换 |
4.3 北斗共视中的误差处理 |
4.4 数据规范化处理 |
4.4.1 3σ法则 |
4.4.2 卡尔曼滤波模型 |
4.4.3 最小二乘法 |
4.4.4 数据规范化处理在本文中的应用 |
5 程序设计及计算结果分析 |
5.1 北斗共视软件的设计 |
5.1.1 总体设计 |
5.1.2 模块设计 |
5.2 计算结果分析 |
5.2.1 直接共视结果分析 |
5.2.2 标准共视结果分析 |
5.2.3 结果比较 |
5.2.4 北斗 MEO 卫星共视结果试算 |
6 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 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 |
(7)高精度授时接收机关键技术研究与实现(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 概述 |
1.1 研究背景 |
1.2 授时技术发展现状 |
1.3 主要研究工作 |
1.4 论文结构编排 |
第二章 授时基本原理 |
2.1 时间标准与时间同步技术 |
2.1.1 时间与频率 |
2.1.2 频率指标表征 |
2.1.3 标准频率源 |
2.1.4 时间同步技术 |
2.2 全球卫星导航系统 |
2.3 伪距测量定位与授时 |
2.3.1 伪距的测量 |
2.3.2 接收机位置的计算 |
2.3.3 授时原理 |
第三章 授时接收机关键技术 |
3.1 主要误差源 |
3.2 卫星相关误差修正方法 |
3.2.1 卫星星钟误差修正 |
3.2.2 卫星星历误差 |
3.2.3 多普勒效应误差修正算法 |
3.2.4 相对论效应修正 |
3.3 信号传播延迟修正方法 |
3.3.1 电离层延迟修正 |
3.3.2 对流层延迟修正 |
3.3.3 多路径误差修正 |
3.4 接收机内部测量误差处理方法 |
3.5 高精度时标合成技术 |
第四章 授时接收机设计与实现 |
4.1 授时接收机设计 |
4.1.1 功能与指标要求 |
4.1.2 系统组成与工作原理 |
4.1.3 授时单元详细设计 |
4.2 授时接收机测试与验证 |
4.3 授时接收机应用 |
第五章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 未来工作与展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间发表论文 |
(8)相对论框架下脉冲星导航模型的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 脉冲星计时的发展概况 |
1.2.2 X 射线脉冲星导航理论研究与 X 射线巡天观测 |
1.2.3 脉冲星观测中的相对论问题研究 |
1.3 论文主要研究内容 |
第二章 广义相对论基础 |
2.1 相对论时空观 |
2.2 Einstein 场方程 |
2.2.1 潮汐加速度 |
2.2.2 Einstein 场方程的推导 |
2.3 线性近似和牛顿极限 |
2.3.1 线性近似 |
2.3.2 牛顿极限 |
2.4 场方程的解 |
2.4.1 各向同性度规 |
2.4.2 Schwarzschild 真空解 |
2.4.3 Reissner-Nordstr m 度规 |
2.4.4 Kerr 度规 |
2.5 本章小结 |
第三章 后牛顿理论与近似方法 |
3.1 后牛顿基础理论 |
3.1.1 近似量级分析 |
3.1.2 规范条件 |
3.1.3 规范等式 |
3.1.4 能动张量 |
3.1.5 规范条件下的场方程 |
3.1.6 规范条件下场方程的解 |
3.2 参数化后牛顿度规 |
3.3 后牛顿运动方程 |
3.3.1 光子运动方程 |
3.3.2 试验粒子运动方程 |
3.4 多参考系下的近似方法 |
3.4.1 整体坐标系和局部坐标系 |
3.4.2 场方程与规范条件 |
3.4.3 参考系变换 |
3.4.4 多极矩展开 |
3.5 本章小结 |
第四章 球对称与轴对称度规场中的运动理论 |
4.1 参数化球对称度规场中的运动理论 |
4.1.1 参数化球对称度规场中信号的传播时间 |
4.1.2 参数化球对称度规场中光线的偏转角度 |
4.1.3 参数化球对称度规场中质点的近星点进动 |
4.2 RN 度规场中的运动理论 |
4.2.1 RN 度规场中的信号传播时间 |
4.2.2 RN 度规场中的光线偏转角度 |
4.2.3 RN 度规场中质点的近星点进动 |
4.3 Kerr 度规场中的运动理论 |
4.3.1 Kerr 度规场中信号的传播时间 |
4.3.2 Kerr 度规场中光线的偏转角度 |
4.4 本章小结 |
第五章 脉冲单星导航的观测模型 |
5.1 X 射线脉冲星导航的基本原理 |
5.2 几何光行时 |
5.3 1PN 度规场中的导航模型 |
5.3.1 1PN 度规场中的 TOA 方程 |
5.3.2 1PN 度规场中的导航模型 |
5.3.3 导航中相对论效应的数值分析 |
5.3.4 导航模型的化简形式 |
5.4 高阶导航模型 |
5.5 两种观测模型的分析比较 |
5.5.1 观测模型推导 |
5.5.2 观测模型比较分析 |
5.5.3 脉冲星自转周期建模 |
5.5.4 脉冲星导航算法的关键技术 |
5.6 地心导航模型 |
5.6.1 较差地心导航模型 |
5.6.2 直差地心导航模型 |
5.7 本章小结 |
第六章 脉冲双星导航的观测模型 |
6.1 脉冲双星简介 |
6.2 双星时间模型 |
6.3 双星导航模型 |
6.3.1 牛顿力学框架下的双星导航模型 |
6.3.2 双星绕转轨道的相对论修正 |
6.4 本章小结 |
第七章 脉冲星导航误差源的数值分析 |
7.1 脉冲单星导航误差源分析 |
7.1.1 脉冲星星表误差的影响 |
7.1.2 行星历表误差 |
7.1.3 太阳系天体扁率对 TOA 的影响 |
7.1.4 飞行器不同轨道根数的引力时延 |
7.1.5 太阳系天体的位置假定对引力时延的影响 |
7.1.6 观测中的高阶相对论效应 |
7.2 脉冲双星运动轨道的误差源分析 |
7.2.1 双星运动轨道开普勒参数的误差对信号到达时间的影响 |
7.2.2 伴星引力时延 |
7.2.3 轨道参数的后牛顿修正 |
7.2.4 双星自转对轨道根数的摄动 |
7.3 本章小结 |
第八章 脉冲星导航中的相对论时空基准 |
8.1 参考系的定义与实现 |
8.1.1 参考系定义 |
8.1.2 参考系的实现 |
8.2 相对论框架下的参考系 |
8.2.1 质心天球参考系(BCRS) |
8.2.2 地心天球参考系(GCRS) |
8.3 相对论时间系统 |
8.3.1 时间系统的基本概念 |
8.3.2 TAI 的定义与实现 |
8.3.3 地心坐标时 TCG 和质心坐标时 TCB |
8.3.4 地球力学时 TDT 和质心力学时 TDB |
8.4 相对论时空转换 |
8.4.1 度规势的转换与展开 |
8.4.2 时空坐标的转换 |
8.5 星载时钟的时间转换 |
8.6 脉冲 TOA 转换中的问题初探 |
8.6.1 相对论时间转换与实现 |
8.6.2 行星历表问题 |
8.7 本章小结 |
第九章 结论与展望 |
参考文献 |
附录 |
附录 1 球对称引力场中相关公式推导 |
1.1 球对称引力场中信号传播时间 |
1.2 球对称引力场中信号传播的偏转角度 |
1.3 球对称引力场中质点的近星点进动 |
附录 2 微分几何的一些基本概念 |
2.1 拓扑空间、微分流形、张量场 |
2.2 导数算符、测地线、黎曼曲率张量场、内禀曲率和外曲率 |
2.3 流形间的映射 |
2.4 李导数、Killing 矢量场、超曲面、微分形式 |
附录 3 IERS 常数规范(IERS Convention 2010) |
作者简历 攻读博士学位期间完成的主要工作 |
一、个人简历 |
二、攻读博士学位期间发表的学术论文 |
三、攻读博士学位期间的科研情况 |
四、攻读博士学位期间的获奖情况 |
致谢 |
(10)脉冲星计时模型和自转稳定性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 脉冲星 |
1.2.2 脉冲星计时模型 |
1.2.3 脉冲星自转稳定性 |
1.3 本文主要研究内容和章节安排 |
第二章 脉冲星及计时观测技术 |
2.1 脉冲星及其物理特征 |
2.2 脉冲星观测技术 |
2.2.1 脉冲星的观测技术 |
2.2.2 脉冲星计时观测原理 |
2.3 脉冲星自转周期及演化 |
2.4 脉冲星自转不稳定性的分析 |
2.4.1 脉冲到达时间 |
2.4.2 时间噪声 |
2.4.3 跃变 |
2.4.4 脉冲星自转不稳定性的起源 |
2.5 本章小结 |
第三章 脉冲星计时的相对论基础 |
3.1 广义相对论框架下的时空基准 |
3.2 脉冲星计时观测的相对论理论基础 |
3.2.1 脉冲星计时观测的牛顿理论基础 |
3.2.2 广义相对论的实验基础 |
3.2.3 脉冲星计时观测的相对论理论基础 |
3.3 PPN 坐标系统 |
3.4 脉冲星计时的相对论建模过程 |
3.4.1 脉冲星及观测者的运动方程 |
3.4.2 脉冲星信号的传播方程 |
3.4.3 本征方向 |
3.4.4 本征时间 |
3.5 本章小结 |
第四章 脉冲星计时模型研究 |
4.1 高精度时间尺度转换 |
4.1.1 坐标时与固有时的转换 |
4.1.2 模型的简化及分析 |
4.1.3 常用几种的时间尺度的转换关系 |
4.2 脉冲到达时间方程分析 |
4.2.1 太阳系内脉冲信号的高阶轨迹运动方程 |
4.2.2 计时观测中的时间转换方程 |
4.2.3 与VLBI 时延方程的比较 |
4.3 脉冲双星计时模型 |
4.3.1 脉冲星参考框架的本征时间 |
4.3.2 三种常见的双星模型 |
4.4 计时模型参数的确定 |
4.4.1 脉冲相位模型 |
4.4.2 参数的拟合过程 |
4.4.3 计时模型的参数 |
4.5 高精度的脉冲星计时模型及其精度评定 |
4.5.1 计时模型 |
4.5.2 精度估计 |
4.6 Tempo2 软件对计时数据的处理 |
4.6.1 星历参数对结果的影响 |
4.6.2 各种时延改正 |
4.6.3 小结 |
4.7 计时模型的误差源 |
4.8 本章小结 |
第五章 高精度脉冲星计时的测量 |
5.1 计时噪声 |
5.1.1 计时噪声现象 |
5.1.2 计时噪声的判断和确定 |
5.1.3 PTA 脉冲星的计时噪声估计 |
5.2 TOA 摄动中各种计时效应 |
5.3 脉冲到达时刻分析 |
5.4 计时误差的减缓方法 |
5.5 本章小结 |
第六章 脉冲星自转稳定性分析 |
6.1 脉冲星导航及授时的基本原理 |
6.2 脉冲星用来定义时空基准 |
6.3 脉冲星时间尺度及预报分析 |
6.4 脉冲星时与原子时稳定度对比分析 |
6.4.1 脉冲星时稳定度的估计方法 |
6.4.2 脉冲星时与原子时稳定度分析 |
6.4.3 毫脉冲星计时观测对时间计量影响的一些思考 |
6.5 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 总结 |
7.2 下一步的研究工作 |
附录A 英文缩写 |
附录B PSRJ0437-4715 的参数 |
参考文献 |
攻读硕士期间完成的主要工作 |
一、个人简历 |
二、攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
三、攻读硕士学位期间的科研情况 |
致谢 |
四、广义相对论在时频计量中的应用(论文参考文献)
- [1]四通道超稳腔的振动分析及热分析[J]. 廖健宏,张昂,王进起,朱强,熊德智. 量子光学学报, 2021(02)
- [2]北斗/GPS综合授时技术研究与应用[D]. 王睿. 哈尔滨工业大学, 2018(02)
- [3]光纤网络时间频率传输与同步技术研究[D]. 袁一博. 清华大学, 2017(02)
- [4]光纤时频网络化精密同步及航天测量应用[D]. 白钰. 清华大学, 2015(07)
- [5]基于相位群同步的高精度频率链接技术研究[D]. 李娜. 西安电子科技大学, 2014(04)
- [6]基于北斗GEO和IGSO卫星的高精度共视时间传递[D]. 杨帆. 中国科学院研究生院(国家授时中心), 2013(04)
- [7]高精度授时接收机关键技术研究与实现[D]. 崔弘珂. 西安电子科技大学, 2012(04)
- [8]相对论框架下脉冲星导航模型的研究[D]. 任红飞. 解放军信息工程大学, 2012(06)
- [9]均衡幻象,经济复杂和经济分析的演化基础[J]. 陈平. 演化与创新经济学评论, 2011(01)
- [10]脉冲星计时模型和自转稳定性研究[D]. 周庆勇. 解放军信息工程大学, 2011(07)
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