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《星载铷原子钟频率特性星地测量技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、２０１７年８月宇航计测技术Ａｕｇ.,２０１７第３７卷第４期ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃＭｅｔｒｏｌｏｇｙａｎｄＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＶｏｌ.３７,Nｏ.４�����������������������������������������������文章编号：１０００-７２０２(２０１７)０４-００６６-０５ＤＯＩ:１０.１２０６０/ｊ.ｉｓｓｎ.１０００-７２０２.２０１７.０４.１４星载铷原子钟频率特性星地测量技术研究姜东升吴乐群王颖高振良(北京空间飞行器总体设计部,北京１０００９４)摘要阐述了借助地面测控站对星载铷钟进行监测,以实现铷钟在轨运行频率特性的四种测量方法:
2、单向时差比对法、双向时差比对法、利用ＧＰＳ系统时间比对法和激光时差比对法,并对这四种方法的测量原理进行了分析和比较。对育种卫星搭载国产铷钟的试验方案和测量结果进行了介绍。关键词铷钟时间比对频率稳定度中图分类号：ＴＭ９３５文献标识码：ＡＳｐａｃｅＲｕｂｉｄｉｕｍＡｔｏｍｉｃＣlｏｃｋＦｒｅｑｕｅｎｃｙＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃＳａｔｅllｉｔｅ-ＧｒｏｕｎｄＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏlｏｇｙＪＩＡNＧＤｏｎｇ-ｓｈｅｎｇＷＵＬｅ-ｑｕｎＷＡNＧＹｉｎｇＧＡＯＺｈｅｎ-ｌｉａｎｇ(ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｐａｃｅｃｒａｆｔＳｙｓｔｅｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ,Ｂｅｉ
3、ｊｉｎｇ１０００９４,Ｃｈｉｎａ)ＡｂｓｔｒａｃｔＦｏｕｒｍｅｔｈｏｄｓｗｈｉｃｈａｒｅｂａｓｅｄｏｎａｃｑｕｉｒｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｈａｒａｃｔｅｒｏｆｒｕｂｉｄｉｕｍｃｌｏｃｋｉｎｏｒ-ｂｉｔＳａｔｅｌｌｉｔｅ-Ｇｒｏｕｎｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ,ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｏｎｅｗａｙｔｉｍｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｎｔｉｔｈｅｓｅｓ,ｔｗｏｗａｙｔｉｍｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｎｔｉｔｈｅｓｅｓ,ｔｉｍｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｎｔｉｔｈｅｓｅｓｖｉａＧＰＳ,ｔｉｍｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｎｔｉｔｈｅｓｅｓｂｙｕｓｉｎｇｌａｓｅｒ.Ｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆａｌｌｔｈ
4、ｅｆｏｕｒｍｅｔｈｏｄｓｉｓａｎａｌｙｚｅｄ.Ｔｈｅｔｅｓｔｄｅｓｉｇｎａｎｄｒｅｓｕｌｔｓｏｆｒｕｂｉｄｉｕｍｃｌｏｃｋｗｈｉｃｈｗａｓａｐａｙｌｏａｄｏｆｂｒｅｅｄｉｎｇｓａｔｅｌｌｉｔｅａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ.ＫｅｙｗｏｒｄｓＲｕｂｉｄｉｕｍａｔｏｍｉｃｃｌｏｃｋＴｉｍｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎＦｒｅｑｕｅｎｃｙｓｔａｂｉｌｉｔｙ１引言由美国、瑞士、俄罗斯等少数国家垄断,我国卫星上的星载原子频率标准主要依靠进口,其供货渠道和卫星导航定位系统,实质上是卫星测距和定时关键技术受到国外的制约。目前,国内相关技术院系统,无论在卫星上,还是在地面的主控站和监控站所针对国防安全及卫星技术发
5、展的需要,独立开发都要有高准确度的原子钟。高性能的原子钟以及保研制了高稳定度的星载铷钟频率标准设备。由于星持它们的准确度和稳定性是卫星导航定位系统的关载铷钟工作在外太空环境中,工作环境十分恶劣,多键和基础。星载原子频率标准对提高一个国家的军种因素的影响会导致星载铷钟产生漂移,因此需要事、国防能力具有重大意义。星载原子钟技术主要进行空间飞行试验来考核星载铷钟的真实性能指标。铷钟空间飞行试验的主要目的是:考核国产铷收稿日期：２０１７-０１-１３,修回日期：２０１７-０３-２１作者简介：姜东升(１９７４-),男,高级工程师,主要研究方向:卫星综合电子分系统测量技术研究。第４期星载铷原子钟频
6、率特性星地测量技术研究•６７•钟经历发射主动段力学环境进入轨道后能否正常工时差Ｔ的测量,通常使用相位测量法或直接计ｔ作；在失重、辐射等空间环境条件下的工作情况；空数法,该方法结构简单,有很宽的测量频率范围,但间在轨运行时铷钟频率的准确度和稳定度。由于铷存在±１的计数误差,作适当的技术改进,其测量分-１１钟要为导航系统提供连续平稳的频率基准,其频率辨率能达到１０/[２]。的准确度和长期稳定性是影响导航定位精度的最重测频率稳定度的时域表征又叫时域稳定度,它[３]要的技术指标。卫星在太空中运行,真空、微重力、是以阿仑方差估计值的平方根表示的,即温度变化、电磁场变化、自然辐射影响等多种因素的
7、ｍｍΔｆ２１１２１æｉö共同作用会使星上铷钟的频率产生漂移,从而导致σ()＝ｆ２ｍ∑(ｆｉ＋１-ｆｉ)＝２ｍ∑ç÷０ｉ＝１ｉ＝１èｆ０ø星上时间的不准确。如何对星载铷原子钟在轨运行(２)频率特性进行监测,对考核导航系统星载铷钟的性式中:———取样时间；ｍ———连续测量次数。能,提高导航定位精度具有重要意义。时差比较法具有方法简单便于实施的特点,因此在实际方案中我们选用了这种方法。２时差比较法频率测量原理３星载铷钟频率特性测量原理时间频率量的测量技术随频率源
