日前,由中國計量科學研究院(簡稱中國計量院)在國際計量局(BIPM)支持下開展的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)(簡稱北斗)超遠距離時間頻率傳遞研究取得了重要進展。中國計量院基于自主研制的“北斗時間頻率傳遞裝置”,完成了北斗時間傳遞鏈路校準,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現(xiàn)了全視和共視兩種方法的時間頻率傳遞,穩(wěn)定度達1 ns,與GPS時間傳遞結果的吻合度優(yōu)于2 ns。
圖1. 8000公里基線的北斗和GPS時間傳遞結果(時差)對比
高水平的時間頻率傳遞在國民經(jīng)濟建設和許多高新技術產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮著重要作用。目前我國通信、電力、交通等行業(yè)都廣泛采用基于GPS的高性能時間頻率傳遞技術。隨著空間技術等的快速發(fā)展,近年來用戶對時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支持下開展了歐亞鏈路和歐洲內部鏈路北斗時間傳遞相關實驗研究。
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“北斗時間頻率傳遞裝置”的安裝調試,并成功實現(xiàn)了基于北斗系統(tǒng)的“法國巴黎(BIPM)??中國北京(中國計量院)”超遠距離的時間頻率傳遞。傳遞距離超過8200公里,傳遞穩(wěn)定度、準確度與GPS時間傳遞系統(tǒng)相當??蒲腥藛T還比對了位于捷克布拉格地區(qū)北斗時間頻率傳遞數(shù)據(jù)和位于BIPM的“北斗時間頻率傳遞裝置”測量數(shù)據(jù),驗證了北斗系統(tǒng)在歐洲區(qū)域內超過1000公里的時間頻率傳遞可行性。通過實驗,中國計量院首次獲得了歐亞鏈路、歐洲鏈路基于北斗系統(tǒng)的全視、共視時間頻率傳遞性能指標,為基于北斗系統(tǒng)在歐亞之間、歐洲區(qū)域范圍內進行高水平時間傳遞提供了重要理論依據(jù)和數(shù)據(jù)參考,為北斗系統(tǒng)走出國門、服務全球奠定了堅實基礎。
圖2. 中國計量院自主研制的北斗時間頻率傳遞裝置
圖3. 8000多公里基線的GPS和北斗時間傳遞結果(時差)全視與共視比對時間穩(wěn)定度(TDEV)
穩(wěn)定度在超過約8小時的平均時間后優(yōu)于 1 ns
該研究工作受到了國際同行的高度肯定與認可。相關論文在7月9-13日舉行的國際時間頻率領域最高級別學術會議??歐洲時間頻率論壇(EFTF)和IEEE頻控年會(IFCS)中發(fā)表。中國計量院時間頻率所梁坤副研究員受邀作會議口頭報告。
圖4. 中國計量院梁坤副研究員(左一)在EFTF&IFCS國際會議上作報告
據(jù)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)邦物理技術研究院(德國國家計量院)等參與協(xié)調世界時(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(tǒng)的“洲際、超遠距離時間頻率傳遞”進行評估,這對于擴展北斗系統(tǒng)海外應用有著重要意義。目前,中國計量院自主研發(fā)的北斗時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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