数据采集高精度时标产生设计论文

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1、.数据采集高精度时标产生设计前言随着导弹,航天技术的不断发展以及现代电子通信领域的进步,在工程和科学领域中对时标的应用越来越多,对它的精度要求也越来越高。我们知道卫星授时能实现发播信号的大面积覆盖。它向用户提供的无线电波是直达波,受大气折射的影响远远小于短波、长波受电离层的影响,精度要高的多。因此这一技术已成为实现远距离时间同步的最佳方法。随着全球定位系统24颗卫星遍布全球,GPS已成为目前全世界用户最多的主动式高精度卫星授时手段。基于此本文从工程应用的角度出发,阐述了雷电定位系统中数据采集高精度时标产生的设计。1引言1.1课题的研究背景大量

2、的气象观测、卫星探测仪以及很多国家的电学测量等综合分析表明，全球在任一时刻都有上千个雷暴在活动，大多数发生在较低纬度地区，但两极地区也时有发生。由于雷电在现代生活中，仍然威胁着森林、引燃火工品、造成人员的伤亡，对航天、航空、通讯、电力、建筑等国防和国民经济的许多部门都有着很大的影响。因此,绝对有必要对雷电进行检测,以了解和防止雷电对我们的正常生活所造成的影响,雷电监测系统正是应这个要求而出现的。设计雷电监测系统的关键在于雷电的精确定位，尤其在军事航空航天等要求较高领域，对于雷电的精确定位显得格外重要，由于本课题所涉及内容主要应用于雷电定位系统

3、，而课题设计中的高精度时标直接决定了雷电定位系统精确度，所以本课题的设计对于雷电定位系统是极其重要的。1.2国内外发展状况现代雷电监测定位系统起源于1976年美国人Krider.E.P等人成功地对原双阴极示波器闪电探测仪的改进，在此基础上研制出了磁方向闪电定位系统，其产品最初应用于美国国家航空航天局（NASA）航天发射场。八十年代初期又发展了云地闪波形鉴别技术，使云地闪探测准确率提高到90%以上。八十年代中期，美国大气科学研究公司研制成功时差法雷电定位系统，1986年形成产品，并在美国东部布网。80...年代中期以后国外的雷电监测定位技术发展

4、很快，不断引入新的技术手段和方法，如全球定位系统（GPS）用于时差法定位的时间同步；数字信号处理技术用于闪电回击波形的数字分析；卫星通信用于探测仪与中心站点之间的高速数据传输等。这些新技术的应用使雷电探测精度和定位精度不断提高。鉴于雷电监测定位技术的重要应用价值，目前世界主要发达国家如美国、英国、日本等国都己经建立了覆盖全国地域范围的雷击监测定位网，较好地实现资源共享，使这项技术更好地服务于社会各行各业。我国研制雷电监测定位系统起步于“七五”期间，在消化吸收美国产品的基础上加以改进，自主研制雷击监测定位系统。中科院、空间应用中心、信息产业部电

5、子第二十二研究所、中国科技大学、武汉高压所等单位于八十年代中后期先后开始研制雷电探测系统，并逐渐形成了有自己特点的产品。从引进消化到自主开发，到形成了一定技术能力。目前有几百个VLF/LF雷电定位系统，主要由气象、电力、电信、民航等部门和军队建设和使用。这些系统在雷电及对流性灾害天气过程的监测、人工影响天气作业指挥、雷电防护等多方面得到了应用。目前已经有26个省（自治区、直辖市）气象局建设了以探测云－地闪为主的雷电定位系统，总探测站达150多个。中国气象局的“大气监测自动化系统工程一期工程”项目在京津冀地区（北京）、长江中下游地区（上海、武汉

6、）建设了兼有云－地闪和云闪探测功能的区域性雷电监测系统（SAFIR系统）。由于行业需求的不同，除气象部门之外的其他行业和部门也根据各自的需求建立了雷电定位系统。电力系统是受雷害威胁最严重的国民经济要害部门，所以率先建立雷电定位系统，开始曾引进美国的第一代系统，由于价格昂贵，只在两个省建立了站点稀少的独立网，且技术上受制于人，基本上没有投入生产运行。在国家电力部和国家科技部支持下，华中科技大学（原华中理工大学）与国网武汉高压研究院联合研究开发了具有自主知识产权的雷电定位系统，从上世纪九十年代初至今一直致力于该领域的研究，先后研发了共三代系统，并

7、在全国26个省的电力系统建立了雷电监测网，为电力系统安全运行作出了突出贡献。获得多种奖项，其试验设备、生产能力、施工维护、运行管理，研究开发形成了自主特色体系，获准多项发明专利；保持了稳定的多学科交叉的科学技术队伍，建立了硕士、博士、博士后人才培养链；形成了良好的产、学、研机制，并不断开展前瞻性研究。...闪电的光学图象是雷电现象的最直观表征。产生雷电的雷暴云是一种光密介质，它对闪电产生的光信号的时空特性影响很大。然而，云的活动类似守恒散射体，即大部分光能脱离云层，在光波段几乎没有吸收。多重散射对云闪光学信号的主要影响是使源图形变模糊，延迟并

8、增宽脉冲时间，并不会对雷电光信号穿透云层的能力有大的影响（H.J.Christian,etal.地球静止轨道闪电探测.J.Geophys.Res.,1989,94(