日前,由中國計量科學(xué)研究院(簡(jiǎn)稱(chēng)中國計量院)在國際計量局(BIPM)支持下開(kāi)展的北斗衛星導航系統(簡(jiǎn)稱(chēng)北斗)超遠距離時(shí)間頻率傳遞研究取得了重要進(jìn)展。中國計量院基于自主研制的“北斗時(shí)間頻率傳遞裝置”,完成了北斗時(shí)間傳遞鏈路校準,并首次在超8200公里的歐亞鏈路和1000公里的歐洲內部鏈路實(shí)現了全視和共視兩種方法的時(shí)間頻率傳遞,穩定度達1 ns,與GPS時(shí)間傳遞結果的吻合度優(yōu)于2 ns。
圖1. 8000公里基線(xiàn)的北斗和GPS時(shí)間傳遞結果(時(shí)差)對比
高水平的時(shí)間頻率傳遞在國民經(jīng)濟建設和許多高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮著(zhù)重要作用。目前我國通信、電力、交通等行業(yè)都廣泛采用基于GPS的高性能時(shí)間頻率傳遞技術(shù)。隨著(zhù)空間技術(shù)等的快速發(fā)展,近年來(lái)用戶(hù)對時(shí)間頻率傳遞的安全性、獨立性、精密性和遠距離傳輸性等提出了新的更高要求。
為此,從2017年1月起,中國計量院在BIPM支持下開(kāi)展了歐亞鏈路和歐洲內部鏈路北斗時(shí)間傳遞相關(guān)實(shí)驗研究。
中國計量院科研人員在位于法國巴黎的BIPM完成了自主研制“北斗時(shí)間頻率傳遞裝置”的安裝調試,并成功實(shí)現了基于北斗系統的“法國巴黎(BIPM)??中國北京(中國計量院)”超遠距離的時(shí)間頻率傳遞。傳遞距離超過(guò)8200公里,傳遞穩定度、準確度與GPS時(shí)間傳遞系統相當??蒲腥藛T還比對了位于捷克布拉格地區北斗時(shí)間頻率傳遞數據和位于BIPM的“北斗時(shí)間頻率傳遞裝置”測量數據,驗證了北斗系統在歐洲區域內超過(guò)1000公里的時(shí)間頻率傳遞可行性。通過(guò)實(shí)驗,中國計量院首次獲得了歐亞鏈路、歐洲鏈路基于北斗系統的全視、共視時(shí)間頻率傳遞性能指標,為基于北斗系統在歐亞之間、歐洲區域范圍內進(jìn)行高水平時(shí)間傳遞提供了重要理論依據和數據參考,為北斗系統走出國門(mén)、服務(wù)全球奠定了堅實(shí)基礎。
圖2. 中國計量院自主研制的北斗時(shí)間頻率傳遞裝置
圖3. 8000多公里基線(xiàn)的GPS和北斗時(shí)間傳遞結果(時(shí)差)全視與共視比對時(shí)間穩定度(TDEV)
穩定度在超過(guò)約8小時(shí)的平均時(shí)間后優(yōu)于 1 ns
該研究工作受到了國際同行的高度肯定與認可。相關(guān)論文在7月9-13日舉行的國際時(shí)間頻率領(lǐng)域最高級別學(xué)術(shù)會(huì )議??歐洲時(shí)間頻率論壇(EFTF)和IEEE頻控年會(huì )(IFCS)中發(fā)表。中國計量院時(shí)間頻率所梁坤副研究員受邀作會(huì )議口頭報告。
圖4. 中國計量院梁坤副研究員(左一)在EFTF&IFCS國際會(huì )議上作報告
據悉,中國計量院已與法國巴黎天文臺(法國國家計量院)、德國聯(lián)邦物理技術(shù)研究院(德國國家計量院)等參與協(xié)調世界時(shí)(UTC)合作的主要單位達成了合作意向,將聯(lián)合對基于北斗系統的“洲際、超遠距離時(shí)間頻率傳遞”進(jìn)行評估,這對于擴展北斗系統海外應用有著(zhù)重要意義。目前,中國計量院自主研發(fā)的北斗時(shí)間頻率傳遞裝置已在法國巴黎天文臺完成了安裝。(文:梁坤、陳杭杭)
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