一种新型的钟差测定仪器——捕捉笼式数字秒差计

近年来,为了提高地震记录的时间服务质量,各类石英钟陆续问世,对钟的技术要求也越来越高。中国科学院陕西天文台发播的“BPM 标准时间、标准频率”授时信号,系国家确认的高精度时间基准。我国地震系统就是采用这个标准来测定时钟的“钟差”。测量钟差的仪器是“毫秒计”、“钟差计”等时间间隔测定器(基本原理见《地震》1981年第4期、第5期刊载的“数字对钟技术”一文)。测定器所采用的是一种基本的测定时间差的方法。但是,它不具备有分辨相关秒脉冲的能力,在使用中,仪器可能记录的是非相关     

数字编码日历钟

在地震观测中发展了一种石英日历钟。这个钟的时间精度为≤3×10^-9/天。它是采用MOS集成电路制成的,并使用荧光数码管作为日历和时钟的显示。时标输出除有常规的时、分和秒号外,还将日历和时钟数据以串行编码方式输出。     

数字对钟技术(一)

地震记录的时间服务质量,一方面是由计时系统本身的精度决定,另一方面又受台站计时系统和标准授时信号之间的比对精度(对钟精度)所影响。假如我们将石英钟精度提高到日差小于10毫秒,而对钟误差却有零点几秒,那么地震记录的时间服务质量仍然是很差。因为时钟的高精度被淹没在大得多的对时误差中,起不到应有的作用。因此尽可能提高对时的精度,是很有意义的。     

数字钟站的校时与跳秒

在地震观测技术中,给地震记录系统提供准确、高精度的时间信号,对地震工作是非常重要的。时间服务系统的精度决定地震参数测定的误差。因此对时间精度的要求随着地震工作的飞跃发展而提高。地震记录用的计时钟也是不断发展提高的。由原来最早的机械钟——(如:船钟、天文摆钟等)。发展到第一代小型全晶体管化的SY_1型石英钟;以后又改进为SY_2型石英钟。     

地磁数据时钟精度检验方法研究

针对地磁观测台网中部分记录仪的时钟不准确及产出数据的对应时间与实际时间不一致的问题,提出了地磁数据时钟精度检验的扰动区间极值比对法,利用2015年3月国家地磁观测台网的全部数据对该方法的正确性和可靠性进行检验,并给出校正值。结果表明,该方法对于钟差超过1min的数据检出率达到100%,且对检出的异常数据给出误差小于2min的校正时间,准确率达到94.44%,不受地方时的影响。该方法为国家地磁观测台网对大量仪器时钟精度的监控、数据时钟检验和仪器校时提醒自动化以及磁扰日数据时间校正提供了有效的技术途径。     

采用同步计时提高GPS钟的时间脉冲输出精度

全球定位系统GPS (GlobalPositioningSystem)是美国研制的导航、授时和定位系统。论述了采用GPS时间同步技术 ,实现GPS钟输出时间脉冲精度小于 10 -6s的方法。指出仅用软件计时 ,GPS钟输出时间脉冲精度将大于 10 -5s;而采用软件、硬件相结合的GPS时间同步技术 ,能充分利用单片机的资源 ,弥补软件计时的不足 ,从而大幅度提高了GPS钟时间脉冲的输出精度 (达到 0 5× 10 -7s)。     

基于背景噪声互相关技术的雅浦俯冲带海底地震仪时间校正

由于电磁波无法在水中传播,导致海底地震仪(OBS)与全球定位系统(GPS)无法进行实时对钟,因此会产生一定的时钟漂移.而受船时、海况等影响,被动源OBS在回收后往往电量亏损,致使设备回收时并没有完成对钟,无法直接利用对钟前后的时钟漂移量进行线性校正.本文选取中国科学院海洋研究所2016—2017年间在雅浦俯冲带进行的长周期被动源OBS实验所获得的数据,利用背景噪声互相关方法对OBS进行了时间校正.结果发现,各OBS在经过一年左右时间的布放后,时钟漂移量在1～3 s之间,且基本呈线性趋势,将该结果平均分配到每天从而完成线性校正.另外,探讨了时钟的非线性漂移、误差源、参考台站的选取等因素对时钟准确度的影响,为OBS的数据处理进行了有益的探索.     

新的时间服务系统-标准时号钟

目前国内外使用的计时钟多为石英钟。石英钟给出的时号与国际标准时号存在差变化的钟差△T。为求△T,观测人员每天都需对钟,但国内的对钟精度一般为±0.1”,而国际为±0.01”。这样,一方面造成精度不高,另一方面在计算时也易弄错,产生麻烦。本文提出了新的时间服务系统——标准时号钟,一方面消灭钟差,另一方面可提高精     

基于Protues的GPS守时授时时钟装置的设计与仿真

本文设计了一种以GPS时间为标准信号的守时授时时钟装置,阐述了该装置的硬件组成、软件实现、程序流程图及程序说明,介绍了一种应用较广的新兴单片机仿真软件—Protues。经仿真表明,本设计实现了守时授时功能,可为其他设备提供高精度时间信号和秒脉冲信号。     

地磁野外观测记录和回放软件的再研究

1　软件介绍本文软件的再研究设计和技术指标的编写是以《地震地磁野外测量规范》 (以下简称《规范》)为依据 ,并从地磁野外工作的特点和实用性出发。按要求地磁野外观测“组与组之间的时间间隔应不小于 5分钟”。为便于地磁数据的日变量图等进行通化处理 ,特规定每组地磁野外观测在一定的时间进行 (每时的 0 5分、 1 0分、 1 5分…… )。为达到这样的地磁野外观测的时间模式 ,地磁野外观测员或记录员就要准备能显示时、分、秒且走时较准确的电子表或其他电子时钟等。另外 ,时钟的时间和 PC-1 50 0 A的时钟要对准。PC-1 50 0 A所具有的ti…     

地震观测仪器自动监控软件设计与实现

结合地震地球物理观测台网台站监测工作实际,研制一款地震观测仪器自动监控软件。该软件适用于不同网络环境下IP类仪器设备的网络实时或定时自动监控,地球物理观测类仪器时钟、状态和观测数据的定时自动监控,能自动识别当日观测数据中的无效数据、变幅异常、干扰、地震和限幅等信息,无需借助其他硬件和软件即可将告警信息以短信方式发送给值班人员和管理人员,可实现对仪器原始观测数据的自动备份和手动恢复,及对仪器的一键重启和校正时钟等控制类操作,无需跨平台操作即可查看当日观测数据曲线及分析数据的完整性和有效性,从而实现对仪器的统一高效管理。     

控制海底电磁激发脉冲发射的时间同步技术

为达到海洋可控源电磁探测和远参考测量的目的,研究控制海底电磁激发脉冲发射的时间同步技术,包括发射前与GPS的对钟技术和发射中的同步技术,保证仪器工作的时间和公共的时间基准GPS信号保持精确一致,为后期的数据处理解释提供统一的时间坐标.对钟技术是指,在海洋调查船上完成仪器内部RTC芯片分频所得的秒脉冲信号RTC_PPS与GPS秒脉冲信号PPS时钟沿的同步;同步技术是指,海底工作过程中,仪器在预定的时钟沿将可控源信号精确发射出去.本论文采用CPLD芯片、RTC芯片、GPS模块和AVR单片机来完成对钟和同步模块的设计.     

新型地震记录仪计时器—电子手表数字钟

本文主要介绍用液晶显示电子手表来研制地震记录仪的计时装置和机械传动机构的动力信号源。因地震记录仪要求工作环境温度宽,时间精度高,所以,一般的电子手表若被简单地应用,是难以满足地震仪器的技术指标要求的。为此,另外研制一种频率稳定度比较高的1048.576KC的温度补偿晶体振荡器来取代电子手表中频率稳定度比较低的32.768KC晶体振荡器,并保持其原有IC集成度高、线路简单、体积小、功耗低等优点。同时,为了提高计时精度,消除钟的积累误差,还设有自动对时装置,供与授时台校准标准时间,从而使其各项技术指标均达到满足要求之目的。     

地磁,地倾斜记录时号电路

原来临汾地震台的地磁、地倾斜记录使用带触点的机械钟打时号,故障较多,每天对时较麻烦。针对以上情况,对地磁、地倾斜记录时号进行了革新、制作了一地磁、地倾斜时号钟电路,经过一段时间的使用,效果较好。时钟也可选购市场上带有音乐报时装置的石英钟,可利用其控制每小时接通一次报时的时号接点开关来替代须定时上弦、且走时稳定度差的机械钟,石英钟的日误差≤±0.3s,远高于规范日误差小于±5s 的要求。     

ZJ型自校数字钟

一、概述 ZJ型自校数字钟(简称自校钟)是为提高地震观测台站时间服务质量而研制的新型计时仪器。它有较高的计时精度,对于BPMC标准时间的最大钟差不大干25毫秒。用于台站地震观测记录,可以比以前更准确地计算地震参数。对于一般的地震分析研究工作,这样小的钟差可以忽略,即作零钟差处理。自校钟具有准确、可靠的自动校时功能,校时后,对于BPMC标准时间的钟差不大于3毫秒。显然,自动校时比目前一般台站采用的人工校时更准     

基于FRFT的GOBS高精度水声时钟同步方法研究

组合式海底地震采集站GOBS(Group Ocean Bottom Seismometer)为一种自容式海底地震采集站组网设备,为实现长期留海作业,其采集站的电路时钟源通常采用低功耗石英晶振.现有设备水下无法进行精确对钟,长时间留海作业将产生时钟时间漂移累积而导致多道GOBS数据难以处理.针对这一问题,本文提出了一种水声时钟同步方法,其基本原理是利用分数阶傅里叶变换对线性调频信号的能量聚集性精确估计信号到达时刻,通过水声时标与GOBS间多次的周期性单向消息传递得到GOBS本地时间与水声时标标准时间的映射关系,实现GOBS的时钟同步.本方法考虑到水下资源受限的现实条件,在控制同步消息开销和计算开销的前提下,采取水声时标向GOBS的单向消息广播模式,减少GOBS功耗,延长了GOBS的可持续工作时间.同时实现了时钟同步的目标,将所有GOBS的本地时间同步到一个全局时间上去,避免了节点时钟漂移的累积,提高了时钟精度.通过数值仿真和水池测试验证表明,本方法具有计算复杂度低、时钟同步精度高、能耗小的特点,具有较好的实用价值.     

井地电磁发送机嵌入式人机交互软件设计

为了有效的进行井地电法勘探,本设计以ARM7系列的LPC2368为主控芯片,配合LCM12864液晶显示屏和4*4阵列式键盘,用C程序设计语言进行了井地电磁发送机嵌入式人机交互软件程序设计,以实现实时更改发送参数,实时监测并调整发送机状态,从而提高勘探精度和效率的目的.针对井地电法勘探中的实际需求,要求电磁发送机人机交互软件能够实现包括修改发送频率、改变发送模式、GPS对钟、显示当前时间及电池电量等功能.经室内及野外实验证明,人机交互软件编程思路新颖,程序运行稳定可靠,能够满足井地电法勘探过程中对发送机的需求,具有一定的借鉴和参考价值.     

海底大地电磁信号采集电路的驱动程序

针对海底MT采集的特点,设计非实时智能监控驱动程序．程序可读入GPS时间,使海底大地电磁仪主控单元PC104的RTC时钟与GPS时钟在微秒级内保持一致,并能控制采集的同步启动,保证远参考测量的实现;通过读入人为设定的参数文件,实现预期的采集方式;利用数存前的级联分样剔除冗余信息;借助数据先驻留高端内存的方式降低写盘噪声。     

基于GNSS网络的实时精密单点定位及精度分析

基于局域GNSS网络,以历元间、星间差分技术实时估计了GPS卫星相对钟差的历元间差值;针对所估计实时精密钟差的特征,推导了实时精密单点定位的估计模型.对所估计得到的相对钟差的历元间差值、实时定位结果分别进行了比较、分析.结果表明,相对钟差的历元间差值与IGS的最终星历相比其精度可以达到0.08 ns;每小时观测的实时静态定位结果在N、E、U三个方向的精度分别为1.47、3.62、4.09 cm.动态模式,实时结果在N、E、U三个方向的精度分别为2.63、3.82、5.20 cm.与采用IGS最终轨道和钟差解算的结果相比较,实时计算结果优于采用精密轨道和精密钟差计算结果.     

ZC—1型钟差计

一、概述对地震波震相到时的测量是测震工作的重要工作内容基础之一。提高其测量的精度是提高测震水平重要的一环,例如波速比的测定对此精度有相当高的要求。影响这项测量的最大误差来源是时间服务系统的精度。目前在区域地震台网中广泛使用的“滚筒自动对时法”消除了“人工对时法”中人为的操作的误差和钟面指针位差,较之能给出较准确的时间改正数,但由于受到滚筒转速与记录线条粗细等因素的影响和限制,在正常转速下,这种方法的对时精度一般只能达到0.1S。在此精度下,使台站难以对石英钟进行精细的频率调整