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《西安科技大学》 2010年
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时间频率同步的优化控制方法研究

尚红娟  
【摘要】: 随着科技的进步,人们对高精度标准时间频率的需求越来越高。通常采用晶体振荡器或者铷钟作为频率标准,但它们由于老化和噪声等原因导致其长期稳定度不尽人意,这就需要用更高精度的频率标准来校准它们。因此,为了提高时间同步精度,首先需要对钟差进行准确估计。钟差主要包括系统性变化和随机性变化两部分,系统性变化可用初始时刻偏差、频率偏差和老化来表示,而随机性变化可用五种独立的幂律谱噪声表示。论文主要对晶体振荡器的五种噪声系数和钟差参数滤波估计算法进行了分析和研究。 首先建立了频域上振荡器噪声的幂律谱模型,对五种噪声进行了模拟仿真。然后分析了振荡器的时域稳定度和频域稳定度,利用振荡器时域稳定度和频域稳定度的转换关系提出了用传递函数法动态估计阿伦方差的思想,并建立了传递函数的离散化模型,同时比较了两种方法得到的阿伦方差。最后根据钟差数据的阿伦方差曲线,采用分段自动曲线拟合方法对振荡器的噪声类型和噪声系数进行了估计。 钟差参数估计分别采用最小二乘曲线拟合和卡尔曼滤波算法,针对卡尔曼滤波算法的不足,提出了改进型自适应卡尔曼滤波算法。采用这种方法对钟差,频率偏差和老化系数进行了计算仿真,同时对滤波前后的阿伦方差进行了比较。仿真结果表明,经过滤波控制后,振荡器的同步误差稳定在几纳秒,振荡器的短期频率稳定度有了很大提高。
【学位授予单位】:西安科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TN752.2

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李成;大型物理实验装置高精度时间同步技术研究[D];中国科学技术大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曹昱;吕善伟;冯克明;党群;;正弦振动条件下原子钟的频率稳定度分析[J];北京航空航天大学学报;2006年04期
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4 徐怀明;王建;帅必晖;王轲;谢天怀;;利用分段回归拟合激光陀螺仪零偏测试的Allan方差[J];光学技术;2007年06期
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 郭海荣;导航卫星原子钟时频特性分析理论与方法研究[D];解放军信息工程大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 张慧君;高精度时间频率信号测量与分析平台的设计[D];中国科学院研究生院(国家授时中心);2003年
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5 向渝;数字可驯钟系统设计与应用研究[D];中国科学院研究生院(国家授时中心);2008年
6 张敏;原子钟噪声类型和频率稳定度估计的自由度分析与探讨[D];中国科学院研究生院(国家授时中心);2008年
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘晓刚;刘雁雨;曹纪东;;地心非旋转坐标系中卫星共视法时间比对计算模型[J];北京测绘;2008年01期
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4 管健安;董立刚;;基于Vondark模型平滑精密单点定位(PPP)授时钟差解[J];测绘工程;2012年02期
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6 王潜心;李黎;龚佑兴;;GPS卫星钟的特性与预报研究[J];测绘科学;2010年02期
7 陈正生;吕志平;张清华;王鹏;;基于时间序列分解的GPS卫星钟差预报[J];测绘科学;2011年03期
8 李瑞锋;贺鹏;乌萌;;基于双向C波段数据站间时间同步[J];测绘科学;2012年02期
9 刘晓刚;吴晓平;赵润;庞振兴;;几种时间预报模型的钟差长期预报效果分析[J];测绘通报;2011年01期
10 刘晓刚;吴晓平;刘雁雨;曹纪东;;地心非旋转坐标系中伪距与激光测距法时间比对计算模型[J];测绘信息与工程;2008年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 宋会杰;屈俐俐;;自适应Kalman滤波在钟差数据处理中的应用[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S04原子钟技术与时频系统[C];2012年
3 陆新颖;郑正奇;;基于伪卫星的无缝定位发射系统设计[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S09组合导航与导航新方法[C];2012年
4 刘晓刚;闫志闯;;星地无线电双向法时间比对计算模型及其精度评估[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
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7 邓自立;李国英;吴冬梅;;一种新的稳态Kalman滤波器[A];1996年中国控制会议论文集[C];1996年
8 刘勇军;曹远洪;杨林;;三状态时钟模型kalman滤波器在GPS驯服铷原子钟中的应用[A];2009全国时间频率学术会议论文集[C];2009年
9 刘阳琦;岳冬梅;赵景斐;;原子时加权平均算法设计实现[A];2009全国时间频率学术会议论文集[C];2009年
10 王宇谱;吕志平;;导航卫星钟差的分布式预报技术体系[A];第四届中国卫星导航学术年会论文集-S4 原子钟技术与时频系统[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 丁继成;弱信号条件下GPS接收机关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 王潜心;机载GPS动态定位定速与定姿理论研究及软件开发[D];中南大学;2011年
3 王东;尘土进入电子/电器设备分析模型及实验模拟系统研究[D];北京邮电大学;2011年
4 杜保强;基于异频信号的群相位量子化处理及其关键技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
5 王继刚;基于GPS精密单点定位的时间比对与钟差预报研究[D];中国科学院研究生院(国家授时中心);2010年
6 李变;机动条件下时间保持方法研究[D];中国科学院研究生院(国家授时中心);2011年
7 乔黎;X射线脉冲星高轨道卫星自主导航及其应用技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
8 朱俊;基于星间链路的导航卫星轨道确定及时间同步方法研究[D];国防科学技术大学;2011年
9 何志华;分布式卫星SAR半实物仿真关键技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
10 张强;小型AUV水下导航系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 于宇;带乘性噪声广义系统观测噪声的最优估计方法研究[D];中国海洋大学;2010年
2 张旻;基于MEMS惯性器件的SINS+GPS导航系统及输入信号研究[D];中国海洋大学;2009年
3 何更雷;无线移动传感器网络的时间同步技术研究[D];南昌大学;2010年
4 陈军;GPS接收机单向授时算法研究[D];解放军信息工程大学;2010年
5 王悦;GNSS高灵敏度接收机解算技术研究[D];浙江大学;2011年
6 李云飞;高灵敏度GNSS跟踪关键技术研究[D];浙江大学;2011年
7 马彦青;恒温晶振OCXO自适应驯服保持技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
8 白冲;基于DDS的铷原子钟老化漂移的自动补偿[D];西安电子科技大学;2011年
9 陈丕龙;分布式测试系统中的GPS时钟同步系统设计[D];中北大学;2011年
10 宁飞;多通道大容量采集存储系统的设计与实现[D];中北大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马煦;孔维;孙海燕;;基于GPS驯服铷钟的频率校准系统设计[J];电讯技术;2011年10期
2 赵景斐;;NTP在网络时间同步中的应用[J];测绘与空间地理信息;2008年05期
3 戴红梅,胡仁杰;USB(通用串行总线)及USB外设的开发[J];电测与仪表;2000年12期
4 刘炎,冯穗力,叶梧;通用串行总线(USB)原理及接口设计[J];电子技术应用;2000年12期
5 杨颖;刘军;;无线传感器网络典型时间同步技术分析[J];电子科技;2011年12期
6 郭向阳;赵振杰;;自适应驯服铷钟的实现[J];飞行器测控学报;2006年04期
7 欧阳家淦;岑宗浩;周健;;PTP时钟同步协议分析及应用探讨[J];华东电力;2008年08期
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9 吴一纯;罗家融;季振山;孙晓阳;晏晓东;王华忠;;EAST托卡马克中央定时系统的实现[J];核技术;2007年09期
10 刘树彬;郑伟;刘序宗;安琪;;BES-Ⅲ TOF子触发系统中高速数据传输的实现[J];核技术;2008年03期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 郝新军;LHAASO水切伦科夫探测器原型阵列读出电子学研究[D];中国科学技术大学;2011年
2 曹喆;西藏羊八井LHAASO实验水切伦科夫探测器阵列分布式电子学方案研究[D];中国科学技术大学;2011年
3 郭建华;北京谱仪(BESIII)飞行时间读出电子学系统设计与实现[D];中国科学技术大学;2007年
4 彭能岭;精密延时和高速脉冲技术在ICF实验和慢正电子束装置中的应用研究[D];中国科学技术大学;2007年
5 张继荣;基于SDH的时间传递方法研究[D];中国科学院研究生院(国家授时中心);2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 何春华;无线传感器网络时间同步技术研究[D];华南理工大学;2010年
2 张露;基于GPS的高稳频率源设计与实现[D];电子科技大学;2010年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 商林峰;LAWCA读出电子学时钟分发与数据传输研究[D];中国科学技术大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张欣;基于VHDL语言的并行数字相关器的数据通道设计[J];半导体技术;2003年01期
2 许其凤;区域卫星导航系统的卫星星座[J];测绘工程;2001年01期
3 黄贤源;隋立芬;范澎湃;;几种最优滤波方法的分析和比较[J];测绘工程;2007年03期
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5 高星伟;全球导航卫星系统(GLONASS)[J];测绘通报;2001年03期
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10 生建友,曹春节;印制电路板的物理设计三要素[J];电讯技术;2000年02期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 何海波;高精度GPS动态测量及质量控制[D];中国人民解放军信息工程大学;2002年
2 刘利;相对论时间比对理论与高精度时间同步技术[D];解放军信息工程大学;2004年
3 郭海荣;导航卫星原子钟时频特性分析理论与方法研究[D];解放军信息工程大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 潘颖欣;GPS定位导航和授时产品的开发[D];南京航空航天大学;2002年
2 赵当丽;长河二号导航系统时间同步及授时的研究[D];中国科学院研究生院(国家授时中心);2003年
3 隋艺;北斗卫星和伪卫星组合定位系统研究[D];西北工业大学;2004年
4 袁海波;UTC(NTSC)监控方法研究与软件设计[D];中国科学院研究生院(国家授时中心);2005年
5 葛延滨;区域无线电导航系统岸基台链同步的研究和实现[D];哈尔滨工程大学;2005年
6 武欣;基于GPS的宽频带地震仪时间同步系统设计[D];吉林大学;2006年
7 许国宏;北斗共视授时技术研究与设计[D];哈尔滨工程大学;2007年
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7 刘杰,李玉权;低噪声、宽带调谐光接收机的分析与设计[J];光子技术;2003年04期
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9 李芹,王志功,熊明珍,夏春晓;X波段宽带单片低噪声放大器[J];固体电子学研究与进展;2005年02期
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6 王振;喻志远;雍正平;雷毅;;C波段低噪声放大器的设计[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2009年
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9 王磊;陈名松;;低噪声、高线性射频前端的设计[A];2005年海峡两岸三地无线科技学术会论文集[C];2005年
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4 齐本胜;皮卫星星载通信系统的研究[D];浙江大学;2002年
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6 李琨;低噪声放大器动态范围扩展的理论和方法研究[D];天津大学;2010年
7 张昊;增益控制及超宽带EDFA的研究[D];南开大学;2005年
8 李芹;无生产线模式微波单片集成电路设计与实验研究[D];东南大学;2005年
9 张祥军;基于封装的射频系统数值仿真与实验研究[D];南京理工大学;2007年
10 孙龙杰;WLAN射频接收机集成电路设计与研究[D];西安电子科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 栾鹏;3mm全频段高精度噪声标准技术研究[D];电子科技大学;2011年
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3 熊斯;射频接收机前端及其关键模块设计[D];复旦大学;2011年
4 尚束成;K波段卫星接收系统前端电路设计[D];东南大学;2004年
5 陈璇;差分CMOS低噪声放大器的设计[D];西南交通大学;2008年
6 王海东;铒镱共掺光纤放大器的研究[D];西安电子科技大学;2009年
7 万力涛;超宽带低噪声放大器的设计[D];北京交通大学;2013年
8 黄凯冬;宽带低噪声测试及噪声源校准系统[D];电子科技大学;2009年
9 张志华;2.4GHz微波低噪声放大器设计[D];杭州电子科技大学;2012年
10 曹轲;EDFA性能参数的研究和测试[D];长春理工大学;2006年
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