光纤时间频率传输数字相位补偿方法

为提高光纤时间频率传输的精度,提出了数字移相补偿方法。该方法采用单片机量化发送端和接收端射频信号的相位差,然后再控制数字移相器调整发送端射频信号相位,使二者相位趋于一致,实现传输光纤引起相位变化的前置补偿,从而提高时间频率传输精度。实验表明,该系统可将发射端信号和接收端信号的相位差减少到5似内。     

高精度高稳定度钟房恒温控制研究

为了减小环境温度变化对原子钟性能的影响,必须对钟房进行恒温控制。提出一种钟房恒温控制的新方法,在普通室内实现了密闭小环境的高精度和高稳定度温度控制,使钟房(面积5~9 m2,高2.2~2.5 m)的温度波动长期调控在特定温度的±0.3~0.5℃范围内。实践证明该方法效果好,具有较高的实用价值,目前已成功应用于昆明站,并已推广到三亚和盱眙等观测站。     

用小波变换原理检测原子钟环境温度的变化

根据小波变换的奇异性检测原理，分析了环境温度变化对原子钟特性的影响；基于小波变换的信号重建原理，将温度变化引起原子钟相位－时间起伏进行时域－频域分析；用小波变换理论分析了由于昼夜温度变化引起原子钟周期性波动的原因，结合传统的谱分析方法，认证了原子钟相位－时间起伏的周期性，结果表明：在有环境温度调节的环境中，氢原子钟的相位－时间起伏标准差为４１ｎｓ左右；在一般环境中，铯原子钟的相位－时间起伏标准差为     

用小波变换原理检测原子钟环境温度的变化

根据小演变换的奇异性检测原理，分析了环境温度变化对原子钟特性的影响；基于小坡变换的信号重建原理，将温度变化引起原子钟相位－时间起伏进行时域一频域分析；用小演变换理论分析了由于昼夜温度变化引起原子钟周期性波动的原因，结合传统的谱分析方法，认证了原子钟相位－时间起伏的周期性。结果表明：在有环境温度调节的环境中，氢原子钟的相位－时间起伏标准差为41ns左右；在一般环境中，铯原子钟的相位－时间起伏标准基为21ns左右，改善环境条件可以提高原子钟的频率稳定度。     

光纤时间传输及相位补偿

介绍了国外几种利用光纤进行时间频率传递的方法和经验.对无补偿光纤时间频率传递方法、双向时间频率传递方法、光学机械温度补偿方法及电子共轭相位补偿方法作了较详细的描述.光纤时延主要随温度而变化,在200 km以内,时延的日变化为几纳秒,月变化为十几纳秒.在50 km内利用光纤传输100 MHz频率信号时,在不补偿情况下频率稳定度为: 3×10-14/s,1×10-15/d;光学补偿后的频率稳定度可达到1.5×10-14/s,1×10-17/d.电子共轭相位补偿后,温度变化20℃引起的相位变化降低了45倍.光纤传输对短期频率稳定度影响较小,对日及更长期的频率稳定度影响较大.     

深空探测天线阵大气相位扰动修正方法综述

大气相位扰动的实时修正,是深空探测天线阵微弱信号合成的关键技术。首先研究了造成大气相位扰动的原理及特点,对比分析了电离层和对流层对信号合成时的相位扰动影响。总结了国内外对流层延迟模型的研究现状,并对其应用于相位扰动实时修正中的不足进行了分析。阐述了深空探测与射电天文天线阵修正方法的异同,针对几种基于实测的深空阵大气相位扰动修正技术进行了对比研究。最后总结常用修正技术的不足,提出结合多种测量方法的综合修正技术,展望了高频段信号相位延迟的研究。     

用于VLBI测轨的PN-DOR信标研究

探测器DOR信号与射电源信号频谱特征不同引起的接收设备相位波动误差是月球和深空探测VLBI测轨的重要误差源之一。新型PN-DOR信标通过使用伪随机序列对现有DOR信标扩频调制生成,实现与射电源信号相似的频谱特征,可有效降低相位波动误差。研究PN-DOR信标在VLBI测轨应用中相位误差与带宽综合群时延误差计算方法,在此基础上通过比较相同发射功率条件下PN-DOR与DOR信标总时延误差,分析PN-DOR的适用条件。     

BPL工作钟信号T(PU)的监控方法研究

中国科学院国家授时中心(NTSC)BPL长波授时台升级改造项目要求实现BPL系统的工作钟信号T(PU)的自动监控.T(PU)的控制指标为T(PU)与NTSC时频基准实验室的主钟信号UTC(NTSC)之间的相位时间差的绝对值| UTC(NTSC)-T(PU)|小于50 ns;T(PU)的频偏绝对值优于5×10-13.为达到上述指标,并尽可能提高T(PU)的准确度,研究了在采用不同类型的原子钟作为工作钟频率源时所需采用的T(PU)的监控方法.结论是对日稳较好的频率源,用对工作钟频率源的频偏进行准实时预报得到的值和实测得到的相位时间差UTC(NTSC)-T(PU)来计算应该加到相位微调仪上的频率补偿值,从而进行工作钟的频率驾驭,可以大大提高工作钟信号T(PU)的准确度;而对不太稳定的频率源,频偏准实时预报准确度很差,采用几个月时间段内的平均频偏以及实时实测的相位时间差来进行频率驾驭,以便确保T(PU)的准确度.     

CHAMP观测资料的振幅反演初步结果

在几何光学和薄相位屏的假设下，给出GPS／LEO无线电掩星反演地球大气技术中振幅反演的计算方法．从产生接收信号振幅变化的机制出发，提出产生信号振幅变化的几何衰减和物理衰减两个不同的源．利用CHAMP卫星观测资料的个例，用观测信噪比序列进行了大气弯曲角、大气折射率、压力、温度剖面的反演；并与相位反演结果进行比较和讨论．     

地面稳相频标传输系统设计和测试

设计了一款1.5 GHz的稳相频标传输装置,具有实时和事后补偿能力,并且兼容了同轴电缆和光纤两种传输介质.对装置的稳相原理和性能进行了分析和评估,然后对同轴电缆稳相系统的性能进行了测试.结果表明,基于目前的测试环境,与未稳相时相比,实时补偿模式可以改善相位变化112倍以上,积分时间长于7 s时,频率稳定度明显提升,长于60s的频率稳定度有1个数量级的改善;事后补偿模式可以改善40倍相位波动,积分时间长于2.5 s频率稳定度明显提升,长于40 s的频率稳定度有1个数量级的改善.对于更长时间积分的频率稳定度,实时和事后补偿模式均可以改善1.5个数量级以上,装置能有效抑制因传输介质的温度系数等因素导致的缓慢伸缩效应.     

边带分离型超导SIS接收机本振耦合噪声研究

超导SIS (Superconductor-Insulator-Superconductor)接收机因极低的接收机噪声温度成为毫米波和亚毫米波段射电天文观测的首选.本振系统耦合噪声也是接收机噪声的一部分,在多年的天文观测中,发现本振耦合噪声无法完全忽略,对天文观测的灵敏度有一定影响.采用两个不同种类的信号发生器作为本振系统初级信号源,测试了超导SIS接收机的噪声温度,发现信号发生器输出的基底噪声能够耦合到接收机内部,从而增加接收机噪声强度.分析研究了本振系统热噪声和信号发生器基底噪声对接收机噪声的影响.通过在信号发生器输入端加入窄带滤波器滤除其基底噪声,消除了信号发生器基底噪声引入的接收机噪声,降低了接收机的整体噪声,提高了望远镜的灵敏度.     

Investigation of LO-Coupled Noise for a Sideband Separation Superconducting SIS Receiver

The Superconducting Superconductor-Insulator-Superconductor (SIS) receivers have become the preferred method for (sub)millimeter-wave radio astronomical observations due to the extremely low receiver noise temperature. The coupling noise of the local oscillator (LO) system is also a part of the receiver noise. In many years of astronomical observations, it is found that the LO-coupled noise cannot be completely ignored, which has a certain impact on the sensitivity of astronomical observations. The noise temperature of the superconducting SIS receiver was tested using two different kinds of signal generators as the primary signal source of the LO system. It is found that the base noise output by the signal generator can be coupled into the receiver to increase the receiver noise. By adding a narrow band filter to the output of the signal generator, the base noise of the signal generator can be filtered out, and this part noise of the receiver can be eliminated, the overall noise of the receiver is reduced, and the sensitivity of the telescope is improved.     

On one technique for determining the spacecraft attitude prom the sun

A variant to implement a spacecraft (SC) spatial attitude system with respect to the Sun is discussed. The sunward direction and the solar rotation axis are used as reference points. The system is based on measuring spectral line Doppler shift by scanning the solar image along the limb and is self-adjusting for relative spectral line shifts and instrument band shifts. The first harmonic of the signal serves as a basis for accurate adjustment of filter band. The second harmonic phase is used to measure the spacecraft attitude. The application of this method holds the greatest promise when the SO is stabilized by the sunward spinning because this ensures continuous monitoring of the spacecraft attitude.In addition, the method provides information on the precise coordinates of solar surface details during space-borne observations.     

GPS近实时共视观测资料处理算法研究

GPS共视资料的高精度快速处理可实现近实时共视时间传递，常见的平滑方法不能满足近实时共视的要求。分析GPS共视资料特点，设计一种卡尔曼滤波算法，对共视资料进行近实时处理，以便削弱观测噪声，估计异地钟差，对相距2000多公里的中国科学院国家授时中心(NTSC)与日本通信综合研究所(CRL)，和相距1000多公里的CRL与韩国计量科学研究院(KRIS)的共视观测资料处理结果表明：卡尔曼滤波算法所得钟差与根据BIPMT公报所得钟差的均方根误差分别优于2．9ns和2．6ns，为进一步提高比对精度，最后对近实时共视应用于多站点间相互比对的情况，提出在卡尔曼滤波算法基础上使用间接观测平差处理技术，根据共视网络中站点间距离设置观测权值，通过解矛盾方程组得到两站钟差，以NTSC、CRL和KRIS3站比对为例，以BIPMT公报得到的钟差为标准，对间接观测平差处理前后的数据比较表明，近实时比对精度可进一步提高。     

射电天文台址常驻电磁干扰检测与识别方法

为有效统计射电天文台址常驻电磁干扰的变化,提高实时电磁环境监测效率,提出一种基于先验信息的常驻电磁干扰信号检测与识别方法.首先通过信噪分离,信号能量估值从电磁环境历史监测数据中提取移动通信,地面数字电视等常驻大信号的中心频率、极化方式、来波方向等特征,经对无线信号传播信道的衰落方式进行分析,提出信号能量模型服从的分布函数假设并采用K-S检验验证该假设,合理设置能量阈值,建立信号模板库.其次,根据信号模板库中的信号特征对实时频谱数据进行双门限能量检测、信号相关性识别,从而提高信号检验的准确率,实现了常驻信号的快速统计.针对射电天文台址实测频谱,运用该方法能够有效识别并统计频谱中的常驻信号,从而为台址干扰缓解策略制定提供重要依据.     

基于CPLD的高精度可调脉冲信号发生器研制

为满足精密时间间隔测量设备的测试需要,研制了一种时间间隔可调的高精度脉冲信号发生器。利用计算机串口控制的方式,结合复杂可编程逻辑器件（CPLD）集成度高、可靠性好及工作速度快的优点,采用A1tera公司的设计软件QuartusII进行设计仿真及实现。仿真与实测实验表明,该脉冲信号发生器不仅可以产生单路可调脉冲信号,而且能产生多路可调脉冲信号,产生的单路秒脉冲信号的1s取样Allan方差为1．84×10^-11;产生的时间间隔为100ns的多路脉冲信号的1s取样Allan方差为2．36×10^-11,2路信号之间的时间间隔数据系列的峰一峰值为101ps,可以满足多通道时间间隔测量设备测试要求的稳定度与准确度。     

A New Approach to the Electro-optical Tracking of a Space Object

The electro-optical tracking of a space object is often interrupted by the dropped frames under the interference of stars. In this paper, the two stages of the tracking process, namely the state extrapolation and real-time sampling, are studied from a probabilistic point of view. Based on the theory of estimation, a new method is proposed, which improves the robustness of prediction by utiliz- ing the data-fusion property of Kalman ?ltering, and realizes the adjustment of the tracking window by the mean shift technique. The corresponding experiment shows that this method can effectively reduce the impact of interferences, and improve the robustness of the tracking process.     

大型射电望远镜主反射面调整方法研究

随着毫米波天文学和空间通信的重要性日益提高, 对天线性能提出了越来越高的要求, 而天线性能往往受到其反射器表面精度的限制. 微波全息技术是一种快速有效的检测反射面天线表面轮廓的测量技术. 通过微波全息测量得到天线口径场, 计算天马65m射电望远镜反射面与理想抛物面的偏差. 天马65m射电望远镜的主反射面板是放射状的, 有14圈. 面板的每个角都固定在面板下方促动器的螺栓上进行上下移动, 且相邻面板交点处的拐角共用一个促动器. 采用平面拟合的方法可以计算各块面板拐角处的调整值, 但是同一个促动器会得到4个不同的调整量. 通过平面拟合, 同时以天线照明函数为权重的平差计算方法得到相邻面板拐角的一个平差值, 即天马65m射电望远镜1104个促动器的最佳调整值. 通过多次调整和新算法的应用, 天马65m射电望远镜反射面的面形精度逐渐提高到了0.24mm.     

中性大气折射映射函数和大气折射母函数方法

回顾了作为实用天文学和大地测量学中基本研究课题之一的大气折射函数研究的最新进展;介绍了近几年发展的大气折射母函数方法。对如今广泛地应用在空间测量技术中的几种映射函数,如ＣｆＡ２．２、ＭＴＴ等模型作出评述;特别分析了ＮＭＦ模型的优点和不足之处。还介绍了由大气折射母函数方法引出的大气延迟新连分式映射函数和天文大气折射的映射函数方法,利用ＶＬＢＩ实验中高度截止角与基线长变化的关系和探空气球（ｒａｄｉｏｓ