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原子钟性能分析平台软件的设计与实现

李跃华  
【摘要】:目前,高精度时间频率系统是由多台原子钟联合守时,通过一定的算法建立和维持的,参加守时的原子钟必须处于良好的运行状态。原子钟性能分析平台软件是评估原子钟运行状态的工具,是高精度原子钟时间频率系统的重要组成部分,也是综合原子时计算的基础。本文结合原子钟性能分析平台软件研制,从以下几个方面开展了研究: 对时间频率量的计量特性表征进行了深入讨论,给出了频率准确度、频率漂移率、频率稳定度、钟速率和钟加速率的计算公式和二次时间模型的方程,分析了钟速率与频率准确度、钟加速率和频率漂移率的转换关系,为性能分析软件进行了理论准备。 将测量平差理论中的粗差探测理论引入时间频率数据的预处理中,构造了钟差数据粗差探测统计量,可有效发现和剔除粗差观测值。 总结和推导了原子钟性能指标的实用公式,讨论和分析了在时域表征的原子钟噪声模型,给出了噪声模型系数的求解方法和线性拟合后的相关系数的计算方法。 根据原子钟性能分析平台的基本需求,详细设计了原子钟性能分析平台的五大功能:数据查询分析功能、钟性能指标计算分析功能、钟综合性能评估分析功能、结果查询分析功能和数据提取与保存功能;并介绍了实现上述功能相应的详细的实施方案。 独立研制了原子钟性能分析平台软件,实现了软件的既定目标。还介绍了平台软件的开发环境、开发工具和软件开发过程;给出了钟差数据类、Allan方差计算模块和数据库接口访问类三段关键的代码;详细介绍了原子钟性能分析平台软件的各项功能,对软件输出的一些结果进行了分析。 最后,简要地总结了本文所做的工作,并对下一步的工作做了展望。


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