基于光纤的频率传递及远程时间频率溯源方法研究
发布时间：2021-11-28 16:19
随着社会的发展和科技的进步,社会各行业对时间频率的需求不断增加,如何将高基准的时间频率信号进行高精度、高稳定度的传递,受到了科研人员的重视。基于近些年光纤技术的蓬勃发展,光纤技术在时间频率领域得到了重视和发展,光纤可以高精度、高稳定度的传递时间频率信号。本文将按照三部分研究光纤在时间频率传递中的研究和应用,第一部分为光纤单向频率传递,将原子钟生成的5 MHz或10 MHz频率信号进行低成本、高稳定的传递,并对光纤单向频率传递系统的性能进行了评估。第二部分为光纤双向时间实时传递,基于当前光纤双向时间传递的现状,研发实时比对软件进行实时双向时间传递。第三部分为光纤远程时间频率溯源,基于光纤双向时间实时传递的基础上,将本地时间源高精度溯源至国家最高基准时间。文章的将按照以下四部分展开阐述:第一、介绍了时间频率以及时间频率传递的相关知识背景,介绍了光纤在时间频率领域中的应用。根据国内外光纤在时频领域中的研究现状,提出当前面临的问题和不足,以此提出本文研究重点和预实现效果。第二、由于当前光纤单向频率传递技术高昂成本或传递稳定度低,本文设计和实现了在低成本下将国家最高时间基准UTC（NIM）的频率...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１卫星双向时间传递??
ＮＩＳＴＤＯ和ＮＩＭＤＯ基于ＧＰＳ共视和ｗｅｂ，通过溯源至ＵＴＣ（ＮＩＳＴ）和ＵＴＣ（ＮＩＭ）??完成时间频率溯源，在溯源过程中系统用到了?ＰＩＤ、滤波器等控制方法。通过??ＮＩＳＴＤＯ溯源的时间不确定度小于１０?ｎｓ［２４］［２５］［２６］。。??目前社会通用的时间同步是将本地时间同步到ＧＰＳ时间即ＧＰＳＤＯ?（ＧＰＳ??ｄｉｓｃｉｐｌｉｎｅｄ?ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ），由于ＧＰＳ时间不是国家基准时间，同步精度在２０?ｎｓ左右，??因此不适合在国防等重要领域进行应用Ｍ＿［３２】。??当前的远程时间溯源主要是通过ＧＮＳＳ共视比对技术下进行的，由于ＧＮＳＳ??共视比对的时间精度的影响，导致溯源时间精度无法进一步发展，因此本文通过??光纤双向时间传递技术在远程时间频率溯源中应用，将本地时间实时的溯源至国??家基准时间。??１．３论文结构及研究内容??本篇文章主要通过研宄光纤在时间频率领域中传递频率和时间进行研宄，所??以主要内容有光纤单向频率传递、光纤双向时间实时传递和光纤远程时间频率溯??源三部分展开，其中实验的结构如稀土所示：??
驯服：本次论文中驯服的概念，指的是对未知原子时标进行调整，使其的相??位和频率与参考原子时标更为一致，实现其在某种准确度和稳定性要求上代替参??考原子时标的作用，如图２．１所示。??溯源示意图????待测设备《?规定不确定度比较链?？???１?驯服示意图????待原??保持相位、频率一致?？参Ｉｆ子??Ｊ?ｋ???相位、频率?１??驯服?驯服算法?＾?相位、频率??图２．?１溯源和驯服原理??Ｆｉｇｕｒｅ．?２．１?Ｔｒａｃｅａｂｉｌｉｔｙ?ａｎｄ?ｄｏｃｔｒｉｎｅ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ??２．２光纤单向频率传递系统原理??光纤单向频率传递简单的讲就是将时间频率源产生的５／１０?ＭＨｚ的频率信号通??过光纤单方面的传递给远处的终端设备。以下根据光纤单向频率传递的原理、系??统组成和性能评估设计进行阐述。??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]275km京沪光纤干线高精度时频传递研究[J]. 陈炜,程楠,刘琴,王家亮,冯子桐,杨飞,韩圣龙,桂有珍,蔡海文. 中国激光. 2016(07)
[2]高精度时间频率信号光纤传输和复原技术的研究[J]. 江贤峰,吴龟灵,郭芳,周明翔,赵赟. 全球定位系统. 2016(02)
[3]高精度光纤时频伺服传递实验研究[J]. 李晓亚,朱勇,卢麟,吴传信,经继松,李得龙. 光学学报. 2014(05)
[4]时间的定义及计量[J]. 徐清华,张爱敏. 黑龙江科技信息. 2013(28)
[5]微流控PCR温度控制算法设计[J]. 李莉,朱灵,江琴,张淼. 农业机械学报. 2012(S1)
[6]开源系统FreeNAS在数字图书馆数据存储中的应用研究[J]. 张静鹏,隋会民. 中国现代教育装备. 2012(19)
[7]16KM空间光通信的跟踪实验研究[J]. 黎明,黄勇. 仪器仪表学报. 2011(01)
[8]光纤时间频率传输数字相位补偿方法[J]. 李孝峰,梁双有,张首刚. 时间频率学报. 2009(02)
[9]新型原子钟发展现状[J]. 张首刚. 时间频率学报. 2009(02)
硕士论文
[1]基于GNSS共视的远程时间频率溯源的性能提升方法研究[D]. 王晔.北京交通大学 2018
[2]基于微波光子技术的射频信号稳相传输技术研究[D]. 姬在文.电子科技大学 2018
[3]高稳定时间频率信号光纤传递和复原技术研究[D]. 江贤峰.上海交通大学 2016
[4]基于UTC的远程时间频率源校准方法改进及应用[D]. 杨航.北京交通大学 2015
[5]PDT数字集群基站关键技术研究与实现[D]. 王长嵩.天津大学 2015
[6]新型的远程时间频率校准系统[D]. 左飞.北京交通大学 2014
[7]时间频率标准远距离校准系统[D]. 曾亮.电子科技大学 2008
本文编号：3524746
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１卫星双向时间传递??
ＮＩＳＴＤＯ和ＮＩＭＤＯ基于ＧＰＳ共视和ｗｅｂ，通过溯源至ＵＴＣ（ＮＩＳＴ）和ＵＴＣ（ＮＩＭ）??完成时间频率溯源，在溯源过程中系统用到了?ＰＩＤ、滤波器等控制方法。通过??ＮＩＳＴＤＯ溯源的时间不确定度小于１０?ｎｓ［２４］［２５］［２６］。。??目前社会通用的时间同步是将本地时间同步到ＧＰＳ时间即ＧＰＳＤＯ?（ＧＰＳ??ｄｉｓｃｉｐｌｉｎｅｄ?ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ），由于ＧＰＳ时间不是国家基准时间，同步精度在２０?ｎｓ左右，??因此不适合在国防等重要领域进行应用Ｍ＿［３２】。??当前的远程时间溯源主要是通过ＧＮＳＳ共视比对技术下进行的，由于ＧＮＳＳ??共视比对的时间精度的影响，导致溯源时间精度无法进一步发展，因此本文通过??光纤双向时间传递技术在远程时间频率溯源中应用，将本地时间实时的溯源至国??家基准时间。??１．３论文结构及研究内容??本篇文章主要通过研宄光纤在时间频率领域中传递频率和时间进行研宄，所??以主要内容有光纤单向频率传递、光纤双向时间实时传递和光纤远程时间频率溯??源三部分展开，其中实验的结构如稀土所示：??
驯服：本次论文中驯服的概念，指的是对未知原子时标进行调整，使其的相??位和频率与参考原子时标更为一致，实现其在某种准确度和稳定性要求上代替参??考原子时标的作用，如图２．１所示。??溯源示意图????待测设备《?规定不确定度比较链?？???１?驯服示意图????待原??保持相位、频率一致?？参Ｉｆ子??Ｊ?ｋ???相位、频率?１??驯服?驯服算法?＾?相位、频率??图２．?１溯源和驯服原理??Ｆｉｇｕｒｅ．?２．１?Ｔｒａｃｅａｂｉｌｉｔｙ?ａｎｄ?ｄｏｃｔｒｉｎｅ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ??２．２光纤单向频率传递系统原理??光纤单向频率传递简单的讲就是将时间频率源产生的５／１０?ＭＨｚ的频率信号通??过光纤单方面的传递给远处的终端设备。以下根据光纤单向频率传递的原理、系??统组成和性能评估设计进行阐述。??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]275km京沪光纤干线高精度时频传递研究[J]. 陈炜,程楠,刘琴,王家亮,冯子桐,杨飞,韩圣龙,桂有珍,蔡海文. 中国激光. 2016(07)
[2]高精度时间频率信号光纤传输和复原技术的研究[J]. 江贤峰,吴龟灵,郭芳,周明翔,赵赟. 全球定位系统. 2016(02)
[3]高精度光纤时频伺服传递实验研究[J]. 李晓亚,朱勇,卢麟,吴传信,经继松,李得龙. 光学学报. 2014(05)
[4]时间的定义及计量[J]. 徐清华,张爱敏. 黑龙江科技信息. 2013(28)
[5]微流控PCR温度控制算法设计[J]. 李莉,朱灵,江琴,张淼. 农业机械学报. 2012(S1)
[6]开源系统FreeNAS在数字图书馆数据存储中的应用研究[J]. 张静鹏,隋会民. 中国现代教育装备. 2012(19)
[7]16KM空间光通信的跟踪实验研究[J]. 黎明,黄勇. 仪器仪表学报. 2011(01)
[8]光纤时间频率传输数字相位补偿方法[J]. 李孝峰,梁双有,张首刚. 时间频率学报. 2009(02)
[9]新型原子钟发展现状[J]. 张首刚. 时间频率学报. 2009(02)
硕士论文
[1]基于GNSS共视的远程时间频率溯源的性能提升方法研究[D]. 王晔.北京交通大学 2018
[2]基于微波光子技术的射频信号稳相传输技术研究[D]. 姬在文.电子科技大学 2018
[3]高稳定时间频率信号光纤传递和复原技术研究[D]. 江贤峰.上海交通大学 2016
[4]基于UTC的远程时间频率源校准方法改进及应用[D]. 杨航.北京交通大学 2015
[5]PDT数字集群基站关键技术研究与实现[D]. 王长嵩.天津大学 2015
[6]新型的远程时间频率校准系统[D]. 左飞.北京交通大学 2014
[7]时间频率标准远距离校准系统[D]. 曾亮.电子科技大学 2008
本文编号：3524746
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3524746.html
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