时间统一技术PDF电子书下载

第1章　概论 1

1.1 时间统一系统 1

1.1.1　时间和时间统一系统 1

1.1.2　国家时间频率基准 4

1.1.3　授时台 4

1.1.4　定时校频接收机 5

1.1.5　频率标准 5

1.1.6　时码产生器 6

1.1.7　时码分配放大器 6

1.1.8　用户 6

1.2 时间统一系统在国防科研试验中的作用 7

1.2.1　标志国防科研试验中重要事件的时刻 7

1.2.2　统一国防科研试验测量系统的时间和频率 7

1.3.1　时间同步误差 12

1.3 国防科研试验对时间统一系统关键技术指标的要求 12

1.2.3　提供对导弹、航天器飞行控制所需的精确时刻 12

1.3.2　频率准确度和频率偏差 14

1.3.3　频率稳定度 14

1.3.4　取样信号周期抖动 15

第2章　时间标准 17

2.1 时间和时间标准 17

2.1.1 时间和时间标准的含义 17

2.1.2　时间标准和标准时间 19

2.2　世界时（UT） 21

2.2.1　世界时的测定和定义 21

2.2.2　世界时的测量 24

2.2.3　世界时服务组织和机构 25

2.2.4　IERS 26

2.3.1 背景 27

2.3　历书时（ET） 27

2.3.2　定义 28

2.3.3　历书时的测定 29

2.4　原子时（AT） 29

2.4.1　原子时秒定义 29

2.4.2　原子时时间尺度 31

2.4.3　国际原子时系统 33

2.4.4　协调世界时（UTC） 37

2.4.5　尺度概念精化与新尺度引进 40

2.5　我国的标准时间工作 42

2.5.1　计时标准化在中国 42

2.5.2　我国标准时间工作的发展 43

2.5.3　我国的原子时时间尺度 45

2.5.4　我国授时时间基准的改进和提高 50

2.6　试验时 51

2.7 国防科研试验的时间 52

2.7.1　相对时和绝对时 52

2.7.2　国防科研试验时间标准的选择 53

2.7.3　协调世界时应用中的几个问题 54

2.7.4　世界时UT1信息的获取 59

第3章　频率标准 62

3.1 频率标准的主要技术指标 62

3.1.1　频率准确度 62

3.1.2　频率偏差 64

3.1.3　时域频率稳定度 64

3.1.4　频域频率稳定度 77

3.1.5　频率漂移率（频率老化率） 82

3.1.6　重现性 84

3.1.7　开机特性 85

3.1.8　频率调整范围和分辨率 86

3.1.9　外部特性 87

3.1.10　频率信号参数 88

3.2　高稳石英晶体频率标准 89

3.2.1 压电效应和压电石英晶体 89

3.2.2　石英晶体谐振器的主要特性和效应 90

3.2.3　石英晶体振荡器的类型 92

3.2.4　高稳石英晶体频率标准的主要技术指标 96

3.3 原子频率标准的物理基础和基本工作原理 98

3.3.1 能量的量子化和量子跃迁 98

3.3.2　原子的精细能级 99

3.3.3　原子的超精细能级 100

3.3.4　原子的超精细磁能级 102

3.3.5　原子共振器的构成及作用原理 103

3.3.6　标准信号的产生及控制 107

3.4.1　铷原子（87Rb）的能级结构 109

3.4　铷原子频率标准 109

3.4.2　铷原子频率标准的结构与工作原理 110

3.4.3　频率控制 114

3.4.4　铷原子频率标准的主要技术指标 115

3.5　铯原子频率标准 115

3.5.1　铯原子（133Cs）基态6S1/2的超精细结构 115

3.5.2　铯束管谐振器的结构和工作原理 116

3.5.3　频率控制 119

3.5.4　实验室型铯原子频率标准 120

3.5.5　商品型铯原子频率标准 120

3.6　氢原子频率标准 121

3.6.1　主动型氢原子频率标准 121

3.6.2　被动型氢原子频率标准和主动型氢原子频率标准的小型化 128

3.7.1　光抽运铯束频率标准 132

3.7　新型原子频率标准 132

3.7.2　离子阱频率标准 134

3.7.3　铯原子喷泉频率标准 134

3.7.4　铷原子喷泉频率标准 140

3.8　频率标准的选用 142

3.8.1 频率标准特点与性能比较 142

3.8.2　常用频率标准的选择 144

第4章　标准时间和频率信号的发播 145

4.1　短波授时 145

4.1.1　短波传播特点 146

4.1.2　BPM短波授时台 147

4.1.3　各国短波授时台 159

4.2　长波授时 159

4.2.1　长波传播特点 159

4.2.2　BPL长波授时系统 161

4.2.3　EUROFIX技术 169

4.2.4　“长河二号”和国外罗兰－C导航系统 171

4.2.5　低频时码台 180

4.3　卫星授时 183

4.3.1　GPS 183

4.3.2　GLONASS 191

4.3.3　伽利略卫星导航系统 193

4.3.4　“北斗一号”定位系统 195

4.4　其他授时手段 198

4.4.1　网络授时 198

4.4.2　电话授时 201

4.4.3　无源和有源电视时间同步 203

第5章　定时和校频 206

5.1　短波定时和校频 206

5.1.1　移相法定时 207

5.1.2　时号中点监测法定时 211

5.1.3　电离层实时监测修正法定时 213

5.1.4　短波定时设备 213

5.2　长波定时和校频 217

5.2.1 长波定时 217

5.2.2　长波校频 233

5.3　卫星定时和校频 237

5.3.1　GPS定时 237

5.3.2　GPS校频 246

5.3.3　GLONASS定时和校频 247

5.3.4　“北斗一号”定时和校频 247

5.4　其他高精度时间传递方法 249

5.4.1　卫星双向法 249

5.4.2　卫星共视法 251

5.4.3　载波相位法 254

5.4.4　搬运钟 254

5.4.5　广播电视信号中标准时频信息的取出与应用 256

第6章　时统设备的关键技术 257

6.1 时统设备的作用 257

6.1.1　时统设备的作用和组成 257

6.1.2　时统设备和时间服务器 258

6.2　时统设备的体制 259

6.3　标准时间码信号 261

6.3.1　时统设备体制标准化的关键 261

6.3.2　常见的标准时间码 262

6.3.3　标准时间码 269

6.4　时间统一 276

6.4.1　系统的时间统一 276

6.4.2　时统设备的守时 278

6.5　频率准确度和频率偏差 282

6.6　时统设备的冗余设计 285

6.6.1　时统设备冗余设计的必要性 285

6.6.2　定时校频设备的冗余配置 285

6.6.3　频率标准的冗余设计 286

6.6.4　时码产生器的冗余设计 290

6.7　用户接口标准化 292

6.7.1　时码接口 293

6.7.2　标准频率信号接口 296

第7章　标准化时统设备 298

7.1 标准化时统设备的组成 298

7.1.1 简述 298

7.1.2　SB321型标准化时统设备简介 298

7.1.3　SB305型标准化时统设备总体设计 301

7.1.4　SB305型标准化时统设备组成 303

7.1.5　SB305型标准化时统设备工作原理简述 304

7.1.6　监控与网管 305

7.2　频率标准单元 306

7.2.1　概述 306

7.2.2　技术特性 307

7.2.3　工作原理 309

7.3　时码产生单元 323

7.3.1　设备组成与特点 323

7.3.2　主要技术指标 323

7.3.3　时码产生单元工作原理 325

7.3.4　时码产生模块 327

7.3.5　时码接收模块 329

7.3.6　时码切换模块 330

7.3.7　控制模块 332

7.3.8　电源模块 335

7.4　时码区分放大单元 336

7.4.1　作用与指标 336

7.4.2　组成与工作原理 337

7.5　系统监控与管理 339

7.5.1　概述 339

7.5.2　系统监控框图 341

7.5.3　软件设计 341

7.5.4　软件安装 346

7.5.5 使用 347

7.5.6　帮助 354

7.6　主站、副站工作方式的时统设备 354

7.6.1　B码定时同步 354

7.6.2　主站、副站采用B码同步工作原理 354

8.1　概述 358

第8章　时码接口终端 358

8.2　B码终端的类型 359

8.2.1 Ⅰ型B码终端 360

8.2.2 Ⅱ型B码终端 360

8.2.3　Ⅲ型B码终端 360

8.2.4　Ⅳ型B码终端 361

8.3　B码终端的信息流程 362

8.3.1　输入接口 362

8.3.2　信息流程 362

8.3.3　输出信号 367

8.4　B码终端的测试内容 368

8.5 B码终端在设计和使用中易发生的问题 370

8.5.1 B码终端设计中易发生的问题 371

8.5.2　B码终端使用中易发生的问题 375

9.1.1 时间同步误差的测试 377

9.1 时间信号的测试 377

第9章 时间统一系统主要技术指标的测试 377

9.1.2　时间信号一致性的测试 381

9.1.3　时间信号周期抖动的测试 382

9.1.4　时间信号波形参数的测试 383

9.2　频率信号的测试 383

9.2.1　准确度的测试 383

9.2.2　频率偏差的测试 385

9.2.3　漂移率（老化率）的测试 386

9.2.4　重现性的测试 394

9.2.5　开机特性的测试 395

9.2.6　时域频率稳定度的测试 397

9.2.7　频域频率稳定度的测试 412

9.2.8　频率调整范围和分辨率的测试 416

9.2.9　频率标准外部特性的测试 418

9.2.10　频率信号参数的测试 420

第10章　发展和展望 422

10.1 时间统一系统的发展方向 422

10.1.1 时间统一系统在国防科研试验中的应用扩展 422

10.1.2　新技术在时间统一系统中的应用 427

10.2　时间统一技术在其他领域中的应用 434

10.2.1 国防 434

10.2.2　通信 435

10.2.3　电力 437

10.2.4　广播电视 438

10.2.5　基础研究 438

10.2.6　其他 440

附录Ⅰ 时统设备通用规范（GJB 2242—94） 442

附录Ⅱ B时间码接口终端（GJB 2991—97） 467

参考文献 479