建立GNSS时间基准的构想和思考 被引量：8

1

作者 伍贻威 朱祥维 +2 位作者 龚航 孙广富 欧钢 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1818-1826,共9页

本文论述了作者对建立全球导航卫星系统(GNSS,Gloal Navigation Satellite System)的系统时间GNSST,守时实验室的时间基准TA(k)和UTC(k)(k为实验室代号)的整体构想和一些思考,并论述了时间尺度算法,驾驭算法,钟差预测算法是如何在其中... 本文论述了作者对建立全球导航卫星系统(GNSS,Gloal Navigation Satellite System)的系统时间GNSST,守时实验室的时间基准TA(k)和UTC(k)(k为实验室代号)的整体构想和一些思考,并论述了时间尺度算法,驾驭算法,钟差预测算法是如何在其中发挥作用的.以北斗系统为例,提出了使用两级驾驭算法建立北斗系统时间BDT(Beidou System Time)的方法.以国家授时中心(NTSC,National Time Service Center)为例,详细描述了建立TA(NTSC)和UTC(NTSC)的整体构想,方法,原理和理论依据.分析了TA(NTSC)对UTC(NTSC)的性能影响;以及假如用UTC(NTSC)驾驭产生BDT时,UTC(NTSC)对BDT时间同步精度和频率稳定度性能的影响;最后给出了同时使用UTC(NTSC)和UTC(BSNC)来驾驭产生BDT的设想,从理论上分析了采用该方案对BDT性能提升的影响. 展开更多

关键词 GNSS 守时实验室 时间基准 TA(k) UTC(k) 时间同步精度 频率稳定度

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原子钟两级驾驭算法及在建立GNSS时间基准中的应用 被引量：6

2

作者 伍贻威 龚航 +2 位作者 朱祥维 刘文祥 欧钢 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1742-1750,共9页

本文提出了一种原子钟驾驭算法,方法是使用等价于Kalman滤波器加延迟器的数字锁相环(DPLL).本文完整地推导了DPLL的闭环系统传递函数和闭环误差传递函数,给出了其实现结构,和每次的对于被驾驭原子钟的调整量,并给出了使DPLL输出信号的... 本文提出了一种原子钟驾驭算法,方法是使用等价于Kalman滤波器加延迟器的数字锁相环(DPLL).本文完整地推导了DPLL的闭环系统传递函数和闭环误差传递函数,给出了其实现结构,和每次的对于被驾驭原子钟的调整量,并给出了使DPLL输出信号的频率稳定度最优的参数选取方法.在此基础上,提出了使用两个这样的DPLL级联起来的二级驾驭算法.理论分析和仿真实验都表明:该算法相比传统原子钟驾驭算法,参数选取更容易,可以保证输出信号的频率稳定度最优;并保证输出信号与第一级的参考输入保持时间同步.该两级驾驭算法可以应用于设计锁相振荡器,即先用铯钟驾驭氢钟,然后再驾驭数控振荡器(NCO);也可以应用于建立GNSS时间基准,即先用UTC(BSNC)驾驭产生BDT,然后再用BDT驾驭主控站主钟来产生BDT(MC). 展开更多

关键词 原子钟驾驭 数字锁相环 KALMAN滤波器 频率稳定度

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用铷原子钟对PC进行时间校准及其误差分析 被引量：1

3

作者 伍贻威 龚航 +1 位作者 朱祥维 雍少为 《宇航计测技术》 CSCD 2011年第4期52-55,共4页

个人计算机(以下简称PC)的系统时间由其自带的RTC晶振提供,其时间频率准确度并不高。为此,综合考虑各种方案,采用外部校准时间的方法提高PC时间的准确度。通过时间间隔测量的方法获得了作为校准时间结果的钟差值,并对实验结果做了详细... 个人计算机(以下简称PC)的系统时间由其自带的RTC晶振提供,其时间频率准确度并不高。为此,综合考虑各种方案,采用外部校准时间的方法提高PC时间的准确度。通过时间间隔测量的方法获得了作为校准时间结果的钟差值,并对实验结果做了详细分析。测试结果表明,PC与铷钟同步标准偏差小于1ms。经过时间校准后的PC可以作为网络时间服务器。 展开更多

关键词 PC 时间校准 时间间隔测量 时间服务器

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复杂干扰环境下的卫星授时接收机加固技术 被引量：11

4

作者 朱祥维 伍贻威 +2 位作者 龚航 刘文祥 王飞雪 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期1-9,20,共10页

对目前导航卫星授时接收机面临的干扰模型和应对措施进行了归纳总结。结合授时接收机工作原理和特点,给出了授时接收机加固的通用框架。在此基础上,对授时接收机加固技术的发展趋势进行了分析,提出了基于钟差辅助和网络辅助的两种干扰... 对目前导航卫星授时接收机面临的干扰模型和应对措施进行了归纳总结。结合授时接收机工作原理和特点,给出了授时接收机加固的通用框架。在此基础上,对授时接收机加固技术的发展趋势进行了分析,提出了基于钟差辅助和网络辅助的两种干扰检测方法。前者充分利用了多系统多卫星钟差数据的冗余性和本地时钟的特性,后者则利用了授时接收机网络具备数据通信和广域覆盖的特点。通过干扰检测结果给出完好性评估并引导授时接收机的工作模式,可以提升复杂干扰环境下卫星授时的可靠性和完好性。 展开更多

关键词 卫星导航 干扰 欺骗 授时接收机 干扰监测 欺骗检测

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GNSS时间基准关键技术研究 被引量：8

5

作者 伍贻威 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期533-533,共1页

全球导航卫星系统需要建立一个时间基准。本论文详细研究了建立时间基准的核心算法：（1）时间尺度算法;（2）钟差预测算法;（3）时间尺度闭环驾驭算法。在此基础上,给出了建立北斗系统时间BDT和国家授时中心时间基准UTC（NTSC）的系统... 全球导航卫星系统需要建立一个时间基准。本论文详细研究了建立时间基准的核心算法：（1）时间尺度算法;（2）钟差预测算法;（3）时间尺度闭环驾驭算法。在此基础上,给出了建立北斗系统时间BDT和国家授时中心时间基准UTC（NTSC）的系统设计方案。本论文取得的研究成果和创新点列举如下：（1）提出了单状态变量Kalman滤波器时间尺度算法。 展开更多

关键词 时间基准 GNSS 预测算法 时间尺度 国家授时中心 钟差 北斗系统 采样间隔 设计方案 状态变量

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国际自由原子时原始权重算法初步分析 被引量：5

6

作者 伍贻威 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期415-422,共8页

自由原子时(EAL)是国际原子时(TAI)的基础,由分布在世界各地的实验室的数百台原子钟加权平均得到。本文研究讨论了EAL加权平均算法(ALGOS)中原始权重算法的权重问题。推导了原子钟频差方差的数学期望,在近似条件下给出了频差方差的数学... 自由原子时(EAL)是国际原子时(TAI)的基础,由分布在世界各地的实验室的数百台原子钟加权平均得到。本文研究讨论了EAL加权平均算法(ALGOS)中原始权重算法的权重问题。推导了原子钟频差方差的数学期望,在近似条件下给出了频差方差的数学分布的解析表达式,从理论上解释了ALGOS原始算法部分试验现象。通过仿真试验验证了理论分析的基本结论。 展开更多

关键词 自由原子时(EAL) ALGOS算法 原子钟 加权平均 权重

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基于钟差预测的铯原子钟频率异常检测算法及性能分析 被引量：4

7

作者 伍贻威 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期52-60,共9页

提出一种基于钟差预测的铯原子钟频率异常检测算法。将钟差预测不确定度的解析表达式作为理论依据,以预测误差作为检验统计量,对检验统计量做二元假设检验。在两种情况下,检验统计量都服从正态分布。通过约束虚警概率(PFA),查询正态分... 提出一种基于钟差预测的铯原子钟频率异常检测算法。将钟差预测不确定度的解析表达式作为理论依据,以预测误差作为检验统计量,对检验统计量做二元假设检验。在两种情况下,检验统计量都服从正态分布。通过约束虚警概率(PFA),查询正态分布的分布函数,得到对应的检测门限值。根据在异常情况下的检验统计量分布函数和检测门限值,推导给出了求解平均频率跳变幅度(Ya)对应的检测概率(PD)的表达式。仿真试验和实测数据试验都验证了理论分析的结论。在此基础上总结了提高检测概率的方法。 展开更多

关键词 原子钟 异常检测 钟差预测 检验统计量 检测门限 虚警概率 检测概率

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不通过自由纸面时建立时间基准的方法与性能分析

8

作者 伍贻威 王世超 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期343-355,共13页

本文提出了一种不通过自由纸面时建立时间基准的方法。核心思想是每台原子钟都分别相对于外参考进行预测和驾驭,这样每台钟都得到一台受外参考驾驭的钟,然后再对这些受驾驭钟进行加权平均,建立时间基准。本方法避免了由于传统方法中单... 本文提出了一种不通过自由纸面时建立时间基准的方法。核心思想是每台原子钟都分别相对于外参考进行预测和驾驭,这样每台钟都得到一台受外参考驾驭的钟,然后再对这些受驾驭钟进行加权平均,建立时间基准。本方法避免了由于传统方法中单台钟的时差和自由纸面时相互影响而造成的不足,还可以针对每台钟的特性分别优化设计预测算法和驾驭算法。概述了传统方法的基本原理和不足,详细描述了本方法的基本原理、理论优势、预测算法、驾驭算法和权重算法的设计原理。实测数据试验展示了传统方法的不足,仿真试验对比分析了传统方法和本文方法建立的时间基准的性能,初步验证了本方法的优异性能。 展开更多

关键词 时间基准 原子钟 自由纸面时 预测 驾驭 权重

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使用Kalman滤波器调整预测值的时间尺度算法 被引量：4

9

作者 伍贻威 牟卫华 +2 位作者 龚航 朱祥维 欧钢 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2016年第9期1253-1258,共6页

时间尺度算法用于综合钟组内所有的原子钟,建立一个频率稳定度更高的时间尺度,其核心环节可以概括为通过N-1组观测量(钟差)计算得到N台钟的权重和预测值。传统算法主要关注如何调整权重来提高时间尺度的稳定度,本文算法通过调整预测值... 时间尺度算法用于综合钟组内所有的原子钟,建立一个频率稳定度更高的时间尺度,其核心环节可以概括为通过N-1组观测量(钟差)计算得到N台钟的权重和预测值。传统算法主要关注如何调整权重来提高时间尺度的稳定度,本文算法通过调整预测值来提高时间尺度的稳定度。本文算法使用Kalman滤波器对观测钟差进行状态估计,在Kalman滤波器每一次递推的过程中,调整一次预测值,通过每次实时调整预测值来建立时间尺度。理论推导和仿真实验都表明,本文建立的时间尺度滤除了频率白噪声,主要只含有频率随机游走噪声,所以具有很高的中短期稳定度。该时间尺度是一个连续、实时、可预测的时间尺度。 展开更多

关键词 时间尺度算法 权重 预测值 频率稳定度 KALMAN滤波器

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单状态变量和两级Kalman滤波器时间尺度算法 被引量：3

10

作者 伍贻威 龚航 +1 位作者 朱祥维 欧钢 《中国科学：物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2016年第6期92-102,共11页

本文首先提出一种单状态变量Kalman滤波器时间尺度算法;推导了算法的权重和预测值的解析表达式;在该解析表达式的基础上,引入虚拟Kalman采样间隔;理论分析和仿真实验都证明:通过选取不同的虚拟Kalman采样间隔,可以使时间尺度在任何指定... 本文首先提出一种单状态变量Kalman滤波器时间尺度算法;推导了算法的权重和预测值的解析表达式;在该解析表达式的基础上,引入虚拟Kalman采样间隔;理论分析和仿真实验都证明:通过选取不同的虚拟Kalman采样间隔,可以使时间尺度在任何指定的平滑时间的频率稳定度达到最优.在此基础上,提出了一种两级Kalman滤波器时间尺度算法;详细描述了算法原理;算法生成的时间尺度只含有频率随机游走噪声(RWFM),不含有频率白噪声(WFM);算法相当于按照RWFM的强度进行加权;生成的时间尺度的中短期频率稳定度更高. 展开更多

关键词 时间尺度算法 KALMAN滤波器 虚拟Kalman采样间隔 权重 频率稳定度

原文传递

原子钟模型和频率稳定度分析方法 被引量：19

11

作者 伍贻威 杨斌 +1 位作者 肖胜红 王茂磊 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期1226-1232,共7页

首先给出典型的原子钟时差观测量模型,包括确定性部分(时差、频差、线性频漂和周期性波动项)、随机性部分(即原子钟噪声)和观测噪声;分析了各分量对应的Allan偏差的表达式。针对部分文献对Kalman滤波器估计原子钟状态原理描述不清晰的问... 首先给出典型的原子钟时差观测量模型,包括确定性部分(时差、频差、线性频漂和周期性波动项)、随机性部分(即原子钟噪声)和观测噪声;分析了各分量对应的Allan偏差的表达式。针对部分文献对Kalman滤波器估计原子钟状态原理描述不清晰的问题,描述了原子钟随机微分方程模型和各物理量的含义,从最优估计和低通滤波器两个角度阐述其原理。针对观测噪声过大、存在周期性波动等原因造成无法准确估计原子钟噪声强度的情况,提出了综合Kalman滤波器状态估计结果和Allan偏差图,估计原子钟噪声和观测噪声强度的方法;提出了3种不同的估计线性频漂幅度的方法,并通过实测数据相互验证;针对周期性波动在时差中不明显的问题,结合原子钟随机微分方程模型,提出了综合Kalman滤波器状态估计的结果和对数Allan偏差图估计周期性波动周期和幅度的方法。对两台国产氢钟的实测数据进行了验证,证明该方法物理原理清晰,操作简便易行,具有实用性。通过该方法可以外推得到所有平滑时间的Allan偏差估计值。 展开更多

关键词 原子钟 时差模型 频率稳定度 Allan偏差 KALMAN滤波器

原文传递