数字卫星电视授时技术研究

本论文在对现代授时技术分析总结的基础上,通过对当前我国数字卫星电视信号特点的深入剖析,在不改变数字卫星电视发射端设备设置和信号体制的前提下,提出了利用数字电视信号传输标准时间频率的方法,开展了相关关键技术研究,并在所提出的授时方案的基础上对数字卫星电视授时系统进行了试验,实测数据证明了该授时方法的可行性与准确性.论文的主要研究工作有:     

非坐标方法确定卫星时间信号的传递时延

在卫星电视授时系统方案中，为确定标准秒信号从发射站经卫星到用户接收站的传播时延值，需要知道收、发地面站及卫星的坐标，所以，在高精度的卫星电视授时系统中，需要建立高精度的同步卫星定位同。本文提出在没有卫星定位同的条件下，用非坐标方法来确定卫星时间信号到用户的传递时延，其授时精度为几μｓ。     

非坐标方法确定卫星时间信号的传递时延

在卫星电视授时系统方案中，为确定标准秒信号从发射站经卫星到用户接收站的传播时延值，需要知道收，发地面站及卫星的坐标，所以，在高精度的卫星电视授时系统中，需要建立高精度的同步卫星定位网。本文提出在没有卫星定位网的条件下，用非坐标方法来确定卫星时间信号到用户的传递时延，其授时精度为几μｓ。     

关于"长河二号"导航系统的时间同步及授时

对“长河二号“导航系统的时间同步及快速恢复等问题作了讨论,提出了利用BPL长波信号、GPS共视或搬运钟等方法来实现时间同步和增加授时功能的方案.最后,给出了“长河二号“东海台链的主台信号与国家授时中心的UTC(NTSC)之间的同步实验结果.     

说明

<正>中国科学院国家授时中心承担国家的授时任务,保持着我国高精度的原子时基准,负责目前由国家授时中心(NTSC)、上海天文台(SO)、北京天文台(BAO)、测量与地球物理研究所武昌时辰站(WTO)和北京无线电计量测试研究所(BIRM)共同组成的我国综合原子时TA(JATC)的归算工作,通过专用长、短波授时台发播我国的标准时间与标准频率信号,并通过本刊向用户提供广泛的授时业务信息。表A、B、C分别给出了我国BPL长波授时台时间信号、BPM短波授时台的UTC(记为BPMc)和UT1(记为BPM1)时号、中央电视台在我国广播卫星转发的电视信号中插入的时间信号,以及美国罗兰C西北太平洋链导航信号中标志时间的信号、美国导航星全球定位系统(GPS)的时间     

说明

中国科学院陕西天文台承担国家的授时任务,保持着我国高精度的原子时基准。负责目前由陕西天文台(CSAO)、上海天文台(SO)、北京天文台(BAO)、测量与地球物理研究所武昌时辰站(WTO)和北京无线电计量测试研究所(BIRM)共同组成的我国综合原子时TA(JATC)的归算工作,通过专用长、短波授时台发播我国的标准时间与标准频率信号,并通过本刊向用户提供广泛的授时业务信息. 表A、B、C分别给出了我国BPL长波授时台时间信号、BPM短波授时台的UTC(记为BPM_c)和UT_1(记为BPM_1)时号、中央电视台在我国广播卫星转发的电视信号中插入的时间信号,以及美国罗兰C西北太平洋链导航信号中标志时间的信号、美国导航星全球定位系统(GPS)的时间信号     

说明

<正>中国科学院国家授时中心承担国家的授时任务,保持着我国高精度的原子时基准,负责目前由国家授时中心(NTSC)、上海天文台(SO)、北京天文台(BAO)、测量与地球物理研究所武昌时辰站(WTO)和北京无线电计量测试研究所(BIRM)共同组成的我国综合原子时TA(JATC)的归算工作,通过专用长、短波授时台发播我国的标准时间与标准频率信号,并通过本刊向用户提供广泛的授时业务信息。表A、B、C分别给出了我国BPL长波授时台时间信号、BPM短波授时台的UTC(记为BPMc)和UT1(记为BPM1)时号、中央电视台在我国广播卫星转发的电视信号中插入的时间信号,以及美国罗兰C西北太平洋链导航信号中标志时间的信号、美国导航星全球定位系统(GPS)的时间信号等,相对国家授时中心协调世界时系统UTC(NTSC)的发播时间。除B表所列的卫星电视时间信号目前尚无法确切确定传播时延而直接提供临潼的实测数据外,其他授时信号的改正数均已进行过传播时延等必要的改正。     

说明

<正>中国科学院国家授时中心承担国家的授时任务,保持着我国高精度的原子时基准,负责目前由国家授时中心(NTSC)、上海天文台(SO)、北京天文台(BAO)、测量与地球物理研究所武昌时辰站(WTO)和北京无线电计量测试研究所(BIRM)共同组成的我国综合原子时TA(JATC)的归算工作,通过专用长、短波授时台发播我国的标准时间与标准频率信号,并通过本刊向用户提供广泛的授时业务信息。表A、B、C分别给出了我国BPL长波授时台时间信号、BPM短波授时台的UTC(记为BPMc)和UT1(记为BPM1)时号、中央电视台在我国广播卫星转发的电视信号中插入的时间信号,以及美国罗兰C西北太平洋链导航信号中标志时间的信号、美国导航星全球定位系统(GPS)的时间信号等,相对国家授时中心协调世界时系统UTC(NTSC)的发播时间。除B表所列的卫星电视时间信号目前尚无法确切确定传播时延而直接提供临潼的实测数据外,其他授时信号的改正数均已进行过传播时延等必要的改正。     

BPM短波授时信号模拟器的研制

介绍了BPM短波授时信号模拟器的主要功能和工作原理,阐述了该模拟器的系统组成、输入输出及软件流程。该模拟器以GPS信号作为时间源,以10 MHz的高稳定恒温晶振作为守时频率源,并在程序控制下产生载频与调制信号,放大输出6路BPM短波模拟信号。测试结果表明,该模拟器的功能与技术指标符合BPM短波授时信号的要求。     

说明

中国科学院国家授时中心承担国家的授时任务,保持着我国高精度的原子时基准,负责目前由国家授时中心(NTSC)、上海天文台(SO)、北京天文台(BAO)、测量与地球物理研究所武昌时辰站(WTO)和北京无线电计量测试研究所(BIRM)共同组成的我国综合原子时TA(JATC)的归算工作,通过专用长、短波授时台发播我国的标准时间与标准频率信号,并通过本刊向用户提供广泛的授时业务信息。表A、B、C分别给出了我国BPL长波授时台时间信号、BPM短波授时台的UTC(记为BPMc)和UT1(记为BPM1)时号、中央电视台在我国广播卫星转发的电视信号中插入的时间信号,以及     

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.     

利用卫星进行双向时间传递

介绍了利用卫星进行双向时间传递方法的原理（TWSTT），包括了电离层延时误差、卫星转发时延、接收机和发射机时延和相对论效应修正误差。作者使用昆明站和临潼站的观测数据进行处理。得到高精度的时间比对。     

CMMB信号抗多径性能的分析与仿真

从CMMB（中国移动多媒体广播）体系结构入手,研究了CMMB信号抗多径性能。以信号中有、无循环前缀（CP）为例给出了抗多径性能的详细推导,通过Matlab 7．1对该系统在典型动态多径信道情况下的性能进行了仿真。结果表明：该系统有很强的抗多径能力,在信噪比为30dB时接收CMMB信号与接收普通OFDM（正交频分复用）信号相比,误码率有2个量级的改善,有利于提高导航定位的精度。     

一种转发式卫星授时新方法

为了减少对GPS提供的高精度授时服务的依赖,建设拥有自主知识产权的且具有投入成本低、精度高的授时系统。提出了一种利用地面高稳定度原子钟作为时频基准,通过通信卫星转发实现卫星广播授时的新方法。详细研究了利用地面高稳定度原子钟和通信卫星组成的导航星座进行多星授时、单星授时的原理和测量方法,分析研究了影响授时精度的原因。由于转发式卫星授时系统的时频基准源稳定度高,其测距精度也会相应的提高。只要精确扣除时延误差,同样可以实现高精度授时。粗码的授时精度可达20ns以内,短精码的授时精度可达10ns左右。总之该系统具有组建灵活简便、应用面广等优势和特色。     

1．56m望远镜观测彗－木相撞概况

用上海天文台佘山观测站的１．５６ｍ望远镜和ＣＣＤ照相机，观测到彗－木碰撞的六次事件。本文给出由撞击引起的木卫闪光Ｋ＝１２的光变曲线和一些碰撞后木星的照片。     

一种智能电话语音报时系统

介绍了电话语音报时系统的设计思路及原理 ,并阐述了系统硬件及通讯接口设计。该系统硬件结构简单、报时准确 ,可以满足一般用户的需求。     

CVN硬盘系统和软件相关处理在e-VLBI试验中的应用

介绍了中国VLBI网（CVN）的e-VLBI技术研究进展．CVN包括上海佘山、乌鲁木齐南山2个固定观测站和云南昆明的流动站，以及上海天文台的2台站硬件相关处理机。2003年上海天文台自行研制了基于PC技术的VLBI数据记录、回放系统，命名为CVN硬盘系统，并成功将其安置于CVN观测站和处理机系统。硬件处理机经过改造后，已能处理来自硬盘和原有磁带系统的数据．从2003年至今，中国VLBI网采用该硬盘系统进行了多次VLBI观测和e-VLBI试验。在CVN硬盘系统基础上，软件相关处理技术的研究也得以开展。软件相关处理原型程序已经被用于台站条纹检测、卫星条纹搜索和数据处理中。该软件获得的计算结果被成功用于国内第一个3台站卫星VLBI的延迟和延迟率闭合试验，以及国内首次利用VLBI数据进行的卫星定轨试验。除此之外，该软件还用作硬件处理机的条纹引导器。为适应未来“嫦娥”月球探测工程，CVN将扩展成含有4个观测站和2个相关处理机（硬件、软件）的实时VLBI网。今后，e-VLBI将被应用于月球卫星导航以及测地和天体物理的VLBI观测。     

基于GNSS CV的精密时间服务系统的设计与实现

通过研究GNSS(global navigation satellite syetem,全球导航卫星系统)共视远程时间传递技术,并结合现代网络通信技术,搭建了基于GNSS CV(common-view,共视)的精密时间服务系统的硬件平台。利用中国科学院国家授时中心保持的精确时间UTC(NTSC)和GNSS共视接收机观测数据,实现了用户与国家授时中心之间的在线数据传输和比对处理,为用户时间与UTC(NTSC)之间的高精度时间同步提供了一种解决方案。     

Reconstruct light curves from unevenly sampled variability data with artificial neural networks

Light curves are usually constructed from discrete observational data by interpolation. In most cases, the observation data is temporally uneven, and therefore the light curve is usually derived by the interpolation of the binned data with the spline function, which is intended for reducing the “high sample noise” (i.e., the variability in the timescales comparable with the bin width). Such a practice of course reduces the time resolution of the light curve. It is known that function approximation is one of the most important applications of the artificial neural networks (ANN). In this work, for the first time we tentatively use the ANN to construct light curves from unevenly sampled variability data. To demonstrate the advantages of ANN for signal reconstruction over commonly used cubic spline function scheme, two sets of simulated periodic functions are used with random noises of varying magnitudes, one single frequency based and one multiple (two) frequency based. These signal reconstruction tests show that the ANN is clearly superior to the cubic spline scheme. As a case study, we use the uneven long-term multi-band monitoring data of BL lacertae to derive the light curves with ANN. It is found that the light curves derived with ANN have higher time resolution than those with the cubic spline function adopted in previous works. We recommend using ANN for the signal reconstruction in astrophysical data analysis as well as that of in other fields.     

区域GPS网实时计算可降水量的若干问题

目前地基GPS气象学测得的可降水量 (PWV )精度好于 2mm ,但在利用区域GPS网实时计算每个测站上空的PWV时 ,要涉及到很多常规GPS资料处理时所忽略的问题 ,如需考虑数据处理软件和计算方式的选择、站坐标的确定和约束、轨道的使用方法、网外辅助站最佳数量的确定、海潮对实时计算PWV的影响以及实时应用于气象服务时的端部效应等问题。利用上海GPS综合应用网获取的 2 0 0 2年 6、7月份长江三角洲地区入梅前后的数据 ,分析了利用区域性的GPS网实时计算高精度的PWV时要解决的各种问题 ,探讨了其数据处理方案