基于GPS板的时差比相频标比对系统的研制.pdf

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1、·信息技术·郑卫星，等·基于GPS板的时差比相频标比对系统的研制基于GPS板的时差比相频标比对系统的研制郑卫星，赵宇(1．江苏速升自动化装备系统工程有限公司，江苏无锡214112；2．南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016)摘要：应用GPS技术研制频标比对系统可对野外环境条件下的通信设备进行快速、便携的时间频率校准。详细描述了系统中GPS频率标准源以及比相法、时差法频标比对单元的设计方案和软件设计思路，并给出了设计方案中关键技术解决途径。该系统经校准完全满足要求，并在计量技术机构得到应用。关键词：校准；比对器；准确度；频率标准中图分类号：TH

2、12；TB939文献标志码：B文章编号：1671-5276(2011)05-0091-04ResearchonGPSFrequencyComparatorwithTimeDiferenceandPhaseComparingUnitsZHENGWei—xing，ZHAOYu(1．JiangsuSushengAutomaionEquipmentSystemsEngineeringCo．，Ltd．，Wuxi214112，China；2．NanjingUniversityofAeronautics＆Astronautics，Nanjing210016，Chi

3、na)Abstract：ThefrequencyperformanceofCommunicationdevicecancalibratedwithGPSfrequencycomparator．ThedesignprojectsofGPSfrequencystandardandphasecomparingunitandtimediferencecomparingunitaredescribedindetailandthesoftwaredesignschemeofsystemisalsogivenoutinthispaper．Thekeytechnol

4、ogiesareusedtoimprovemeasurementaccuracyofcomparator．Keywords：calibration；comparator；accuracy；frequencystandard由于GPS系统具有全球覆盖、全天候、连续性、实时性等0前言特点，它在军事、民用等方面得到了广泛应用。GPS系统的频率准确度可达10—12数量级，利用GPS技术研制频频率是一个最基本的参数，在国民经济各行各业中已标比对系统可适用于野外条件下的电子装备的时间频率得到广泛应用，在数据通信、视频广播、国防系统等领域的校准。电子装备中，大量采

5、用恒温晶振作为参考频率源，其主要频标比对方法中的频率误差倍增法和多周期法主要技术指标：频率准确度达5X10一，稳定度优于5×应用于测量频率短期稳定度，而比相法和时差法主要应用10。／d。由于恒温晶振具有一定的漂移特性，并可能出现于长期频率稳定度的比对和频率准确度的测量。采用其他故障，从而影响到电子设备的可靠工作，特别是这些GPS频率标准源作为比对频标源，GPS频标源主要适用于电子设备大量应用在野外条件下，对其校准人们不可能把测量被测频标的准确度和长期稳定度，同时采用比相法和实验室大量设备带到野外，野外环境也不适宜实验室标准时差法进行频标比对，可扩大适

6、用范围和提高测量结果可仪器工作。因此，应用现代科学技术研制适应野外条件下信度。该系统由频率标准源、频标比对部分、控制部分、显工作的便携式的时间频率校准系统，对这些电子装备的时示打印部分以及数据通讯部分等组成，如图l所示。间频率量值统一便成为计量界迫切需要解决的问题。1总体方案输出—_j，，MlllIjI利用标准频率与被测频率进行比较可达到较高的测量精度，频标比对所采用的方法一般有频率误差倍增法、I比相对法单频元lll时比差对法单频元标lI控制部分多周期法、比相法及时差法等，不管采用何种测量方法，必须具有高准确度的频率标准源。目前作为频率标准源的1设备

7、主要有铯原子频标、氢原子频标等，这些设备价格昂贵，对工作环境要求特殊，无法满足设计需求。GPS(glob—图1系统原理图alpositioningsatellite)全球导航定位系统可实时、高精度导航定位，能为地面与地球同步轨道之间的一切高速行驶GPS频标源为频标比对单元提供高稳定的1MHz，5和飞行体提供高精度三维导航、三维速度及时间等信息。基金项目：国防科工委“十一五”技术基础计量科研课题(B30406121)作者简介：郑卫星(1970一)，男，吉林省吉林市人，高级工程师，学士学位，研究方向为自动化装备。MachineBuildingAutoma

8、tion，Oct2011，40(5)：91～·91··信息技术·郑卫星，等·基于GPS板的时差比相频标比对系