国际自由原子时原始权重算法初步分析

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。     

利用σ_z(τ)方法对脉冲星时与原子时长期稳定度对比分析

首次研究了毫秒脉冲星PSR J1939+2134共7.5a的双频计时残差序列的特征,通过分析不同行星星历对脉冲星计时精度的影响,建议使用DE421;采用σz(τ)方法估计了脉冲星时与原子时的稳定度,发现脉冲星时的稳定度一直处于上升趋势,6a高于10-15。由此可见,脉冲星时作为守时和授时的时间标准具有优势。     

现代大地测量学中的时间系统及其转换

现代大地测量学中的时间系统分为原子时系统和世界时系统两大类。原子时系统包括坐标时TCB和TCG、力学时TDB和TT,它们之间的转换公式主要是基于相对论框架得到的。世界时系统包括UT1、ERA、GMST、GST、LMST、LST等,它们之间的转换公式主要是基于地球自转、岁差-章动模型得到的。TAI是原子时的具体实现,UTC是连接原子时和世界时的桥梁。本文根据时间系统间的转换公式,计算了原子时系统彼此之间的差值序列,以及相关世界时系统在IERS 2003、2010规范间的差值序列,并分析了这些差值序列的特点。     

新一代惯性导航技术：冷原子陀螺仪

本文介绍了冷原子陀螺仪的实验研究进展,通过直接数字频率综合电路精确控制冷原子的运动轨迹,形成双向对抛的冷原子束,利用拉曼激光脉冲相干操作双向对抛的冷原子,实现了双环路冷原子干涉条纹,该构型将消除拉曼激光相位等不确定因素引起的共模噪声,同时消除重力加速度等初始相位对绝对转动速率测量的影响,以提高冷原子陀螺仪的灵敏度和测量精度,冷原子陀螺仪将在新一代惯性导航技术中开辟全新的技术途径。     

原子干涉测量技术在大地测量领域中的应用分析

随着冷原子光学的发展尤其是原子干涉技术的发展，在测量重力场和定位定向等方面产生了新的方法手段，这将对大地测量领域产生很大的影响。本文首先论述了原子干涉技术的基本原理，进而阐述了原子重力梯度仪和原子干涉陀螺仪的设计结构，在此基础上分析了它在卫星重力梯度测量和惯性导航中的应用，指出利用原子干涉技术可以大大提高在上述方面的精度和可靠性。最后论述了现有原子干涉测量技术的不足和未来发展方向。     

基于原子干涉测量技术的卫星重力梯度测量

原子干涉测量技术的发展促进了重力梯度仪技术的发展,使得在测量地球重力场方面有了新的方法,从而能够获得更高分辨率和精度的重力场信息。介绍原子干涉测量技术的基本原理和发展现状,对利用原子干涉重力梯度仪进行卫星重力测量的优势和可行性进行分析。     

基于网格的空间信息原子服务互操作与集成框架

提出了空间信息原子服务的概念，阐述了其互操作模型与互操作层次结构，进而提出了空间信息原子服务的集成框架，包括服务分类框架、服务链接模式以及由空间信息原子服务、分子服务、流程服务和方案服务组成的服务集成模型。空间信息原子服务概念的提出，对于空间信息服务(GIService)的服务组织与管理、服务集成以及更好地实现软件复用和空间信息互操作等都具有重要的意义。     

GNSS载波相位时间传递的日界不连续误差研究EI北大核心CSCD

高精度远程时间传递技术是实现两地时钟比对的重要手段,是实现地方协调世界时UTC(k)与国际UTC建立联系的技术支撑,是国际原子时(TAI)计算的基础。作为GNSS载波相位时间频率传递技术的典型代表,基于全球定位系统(GPS)的精密单点定位(PPP)自2009年开始被国际权度局(BIPM)用于TAI计算,时间传递精度可达亚纳秒量级。然而,由于伪码噪声影响,使得PPP相位模糊度失去了整数特性,时间传递结果在相邻天边界历元处出现“不连续”现象,导致无法通过PPP时间传递更加准确反映两地实时连续运行时钟的性能,严重影响PPP时间传递长期频率稳定度的提升,也限制了PPP时间传递在铯喷泉钟等基准频标比对中的应用。论文围绕PPP时间传递结果日界不连续误差这一核心问题,按照从GPS单系统到GPS/BDS多系统,从理论研究到试验验证的模式,系统深入地研究了日界不连续误差的统计特性、产生原因、对时间频率传递的影响及改正方法。主要研究内容及结论如下。     

利用综合脉冲星时实现地球时

以澳大利亚国家天文台Parks射电望远镜观测到的12颗毫秒脉冲星共十余年的实测计时数据为基础,首先根据互相关法获取脉冲到达时间及其误差,分析太阳系质心时的计时残差,然后运用傅里叶级数建立综合脉冲星时模型,从而实现地球时,并利用σ_z方法评估了它的稳定度。结果表明,综合脉冲星时的稳定度呈现线性增强趋势,10 a的稳定度高于10-15。白噪声是主要噪声来源,其对稳定度的影响随着时间的增长逐渐减弱。综合脉冲星时的稳定性和BIPM（2013）相当,可以作为地球时的一种实现方式。     

原子Na的电子碰撞电离

使用Ｒ矩阵方法, 在扭曲波和库仑玻恩近似下计算了入射电子能量为２０ ｅＶ、５０ｅＶ 及１００ ｅＶ 原子Ｎａ 的电子碰撞电离截面, 并详细给出了入射电子能量为５０ ｅＶ 时的能量微分截面及分波能量微分截面。计算结果揭示了明显的Ｒｙｄｅｒｇ 系列共振, 并使用量子亏损理论对结果进行分析和讨论, 展示了Ｒｙｄｅｒｇ 系列共振的丰富内容。     

原子干涉技术及其在水下导航中的应用

原子干涉测量技术可以获得极高的惯性测量精度。本文简要介绍了原子干涉仪的工作原理,在此基础上介绍了其在重力匹配辅助导航技术的原理与应用,同时设计了一种重力梯度匹配导航的结构与算法原理,指出原子干涉惯性导航技术具有高精度、高效率、无需外部信息校正的无源导航等优点,可最终解决水下潜器长时间的自主导航需求。     

基坑变形非等时距灰色预测模型程序设计及应用

根据牛顿插值平均法对非等时距基坑累计位移变化量进行等时距变换,结合灰色系统理论,建立非等时距灰色GM(1,1)模型,并采用VB与MATLAB编程语言对该模型进行编程实现,更加高效、直观、准确地对基坑变形进行了分析预报.结合某工程前数期的实测数据进行建模、分析和预测,取得了良好的效果.     

精密时频传递技术综述

精密时间频率传递技术在当今众多领域中发挥基础支撑作用,同时也是UTC(coordinated universal time)、TAI(international atomic time)等国际时间标准建立和维持的关键技术之一。本文对3类主流的精密时频传递技术进行了研究。结果表明,卫星时频传递发展最为成熟,应用最为广泛,但同时也面临性能提升瓶颈及安全性、环境适应性等隐患;光纤时频传递利用先进的光纤传输技术,在传递性能方面具有一定的优越性,但易受环境温度等因素的影响,且在铺设范围、成本及灵活性方面存在局限性;激光时频传递利用卫星激光测距技术实现星地时钟的高精度比对,但该技术实施需要专用系统及设备,应用领域有限,目前主要应用于卫星导航系统性能增强。本文研究可为建设满足精度、稳定性、可靠性及安全性要求的国家时频体系提供参考。     

空间激光链路时频传递算法及仿真分析

利用空间高精度时频系统提供的超高精度时间频率信号,可以开展一系列空地时频传递和基础物理实验,支撑相对论及相关理论的高精度检验。针对空间激光链路时频传递算法进行了理论推导及仿真分析。首先,从星地激光双向时间比对理论公式出发,对比分析了X型星地双向时间比对与Lambda型星地双向时间比对的优缺点。其次,针对空间站轨道高度讨论了相对论效应对坐标时与原时转换的影响。最后,讨论了空地时频比对数据不连续性对空间站高精度原子钟稳定性评估的影响。结果表明：(1)基于激光测距方式的Lambda型双向时间比对可以抵消一阶多普勒对上下行距离项差异的影响,且Sagnac项影响的增大可忽略;(2)星地时间比对中坐标时和原时转换的相对论项对空间站位置的速度精度提出了高要求,为实现1×10-18量级的频率偏差比对精度,空间站地心距精度要求为1 dm,速度精度要求为0.1mm/s;(3)受空间站对地可见性影响,仅利用国内测站无法通过星地链路进行中短期原子钟稳定性的评估。     

GPS系统及其应用 第四讲 GPS的时间系统、参考坐标系及卫星星历

<正> 一、GPS的时间系统全球定位系统采用一个独立的时间系统作为导航定位计算的基础,这个系统叫作GPS时间系统(CPST)。为了解GPST,首先叙述一下原子时及协调世界时,然后建立GPS时间系统与原子时及协调世界时UTC的关系。1967年10月第13届国际计量会议决定原子时的秒长定义为:铯原子133基态两个超精细结构的能级跃迁幅射,其电磁振荡9192631770周,所经历时间间隔为1个原子时秒,每个原子时天定义为86400秒。由于     

原子干涉仪—一种新型重力仪

介绍了诺贝尔物理学奖2001年获奖者埃里克·康奈尔、卡尔·维曼、沃尔夫冈·克特勒和1997年获奖者朱棣文、科恩·塔诺李、菲利普斯的研究成果，阐述了玻色—爱因斯坦聚凝的概念，新型重力仪—原子干涉仪的工作原理及其在重力测量中的应用前景，指出关注物理学研究的进展和成就对于重力测量发展的益处。     

GNSS时差及其在多系统组合定位中的应用

随着卫星导航系统的发展及不断升级,越来越多的GNSS测站开始配备多模GNSS接收机。一方面,多模接收机的应用能够跟踪更多的GNSS卫星,从而改善观测几何条件,提高定位精度和可靠性;另一方面,不同GNSS导航系统采用不同的系统时间定义,存在着系统时差,从而多模GNSS接收机对于不同导航系统卫星的观测值存在着相应的偏差。为实现GNSS系统的兼容与互操作,各个GNSS导航系统目前都提出了系统时差监测的要求。基于此,研究GNSS系统时差的监测及其在多模定位中的应用。首先介绍目前导航系统时差监测的几种方法;然后分析GPS/GLONASS系统时差以及相对硬件延迟的特性;最后将GPS/GLONASS系统时差应用到多模用户导航定位,并详细讨论GPS/GLONASS时差及测站硬件延迟对导航定位的影响。     

广义相对论框架中有关时间的定义与应用

在完整后牛顿近似下的太阳系质心参考系和地球质心参考系的定义及其转换关系的基础上,研究了在广义相对论框架下各种时间系统(太阳系质心坐标时、地球质心坐标时、太阳系动力学时和地球时)的定义、以及它们的具体实现和相互之间的转换关系,为空间大地测量学的研究提供了明确的时间概念和理论依据.     

广义相对论框架中有关时间的定义与应用

在完整后牛顿近似下的太阳系质心参考系和地球质心参考系的定义及其转换关系的基础上，研究了在广义相对论框架下各种时间系统(太阳系质心坐标时、地球质心坐标时、太阳系动力学时和地球时)的定义、以及它们的具体实现和相互之间的转换关系，为空间大地测量学的研究提供了明确的时间概念和理论依据。     

非等时距灰色预测模型在基坑监测中的应用

采用插值原理,将非等时距的基坑监测数据转换成等时距的数据,建立非等时距灰色预测模型,并结合实际监测数据对该模型进行检验和分析。结果表明,该模型的预测值和实际监测值相差很小,为基坑监测数据处理提供了参考。