[发明专利]二级频标的精密驯服保持方法

说明书

技术领域

本发明涉及地面上以及卫星上的二级频标的准确度的校正技术 领域，具体涉及一种二级频标在失锁状态下保持原锁定时的准确度的 二级频标的精密驯服保持方法。

背景技术

卫星定位定时系统能够提供远距离传输的高精度标准时间信号， 具有高精度定时、定位和测速能力，在军用和民用部门得到了广泛的 应用。在标准时间尺度的建立，高精度的时间频率的比对、同步和统 一中，往往要利用卫星定位系统信息中的标准时间信号。利用卫星定 位定时系统远程传输的时间频率信号(如秒信号)来锁定二级频标(铷 钟和晶体振荡器)，能输出高精度的频率信号，其短期稳定度能保持本 地振荡器的水平，并能在本地被控频标上有效地复现接收标准时间频 率信号的长期稳定度和准确度。这种高精度低成本的标准时间频率信 号已被广泛应用在通讯、电网同步、卫星测控、大地测量和军事等方 面。

目前锁定伺服的主要常用技术是利用卫星传输信号经过地面接 收机处理后输出的秒信号来锁定本地的高稳定度的二级频标(包括铷 原子频标和高稳定度晶体振荡器)，或通过地面基准站信号校准星载 二级频标。目前我国进行地面二级频标锁定使用的卫星信号为GPS卫 星(以后会更多地应用我国自己的北斗卫星系统)，如果由于不确定 因素导致卫星信号丢失，如何保持原来锁定时的二级频标的准确度是 关系到我国国防安全的一个不可忽视的问题。这个问题是针对地面频 率源的。而另一个方面的问题是针对卫星上的频率源。我国正在建设 的二代导航系统，目前卫星上使用的是铷原子频标，需要地面注入站 对卫星的基准时间信号进行校准。如果发生突然情况，地面站在很长 的一段时间内无法对卫星的时间基准信号进行校准，卫星上的铷原子 频标是否能够保持原来的准确度，同样是一个十分重要的问题。这也 需要通过一定的技术手段来尽量保持其在被锁定时候的准确度。

由于近年来，二级频标大范围使用，国内对于失去卫星和地面 基准信号的情况下，为了节省成本达到高稳定度和准确度，怎样驯服 保持二级频标还没有起步。在此研究领域，对于二级频标的驯服保持 技术，由于技术不成熟，没有推广应用。因此对于二级频标的精密驯 服保持技术目前国内基本都还处于空白。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二级频标的驯服保持方法，以解决上 述问题。

本发明的技术解决方案是：二级频标的精密驯服保持方法，利用 GPS接收机产生的1pps信号与二级频标分频后产生的1Hz信号进行 比对，通过时间间隔测量仪，得到相位差值由计算机处理器计算出对 本地频标的控制修正电压，这样，就实现了把本地频标的准确度锁定 在GPS标准的准确度，在上述锁定过程中，将传感器组和辅助时钟检 测到的时间和温度数据以及控制修正电压存储下来，把上述控制修正 电压随着时间以及温度的变化进行分解，根据辅助时钟和温度传感器 组的读数从控制修正电压的变化量中分解出老化漂移和温度因素的 影响，分别建立温度和频率、频率漂移率和时间的函数关系，确定二 级频标的老化特性以及温度等因素的变化率，一旦失去了来自GPS卫 星的参考信号，即处于失锁状态时，二级频标进入驯服保持状态，在 驯服保持阶段将锁定过程中建立的温度数据和老化数据，合成计算出 对二级频标的不同时刻不同温度下的补偿电压。

所述的用于老化补偿的对应公式是下述线性公式

f(t)＝a+bt                      (1)

式中f(t)为t时间的频率，t为时间，a为常数项，b为老化率系数；

补偿电压V(t)＝a′-b′t          (2)

式中V(t)为t时间补偿电压，t为时间，a′为初始补偿项，b′为 对老化的补偿系数。

所述的二级频标恒温晶体振荡器模型表示的在第i时间环境温 度x_i和校正电压y_i关系的方程如下：

y_i＝a₂x_i+a₁                     (3)

式中，a₁代表了常数项，a₂代表了一次多项式的一次项系数。