頻率源存在偏差，需要通過校準(zhǔn)獲得偏差信息，通過控制修正偏差。使用原子鐘和精密頻率源的用戶，都需要對信號源進行校準(zhǔn)和控制。本書在對校準(zhǔn)和控制涉及的各項技術(shù)和方法進行解釋和分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體例子，詳細說明各種場合的不同校準(zhǔn)和控制方法，包括導(dǎo)航衛(wèi)星的高穩(wěn)定性控制方法、國家守時實驗室的高精密控制方法、一般用戶的智能鐘控制方法等，基本涵蓋了各種用戶需求。
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目錄
前言
第1章 時間頻率校準(zhǔn)方法概述 1
1.1 時間頻率校準(zhǔn)的基本概念 1
1.1.1 時間與頻率 1
1.1.2 時間校準(zhǔn)的基準(zhǔn) 2
1.1.3 時間頻率校準(zhǔn)的定義 3
1.1.4 時間頻率校準(zhǔn)的過程 4
1.2 時間頻率信號的指標(biāo) 5
1.2.1 頻率偏差 5
1.2.2 頻率穩(wěn)定度 7
1.3 時間頻率的校準(zhǔn) 11
1.3.1 時間頻率偏差的測量方法 11
1.3.2 時間頻率校準(zhǔn)系統(tǒng) 15
參考文獻 16
第2章 時間頻率信號的產(chǎn)生與輸出模型 17
2.1 時間信號和頻率信號 17
2.1.1 正弦波的相位和頻率 17
2.1.2 相對頻率偏差和時間偏差 19
2.2 時間頻率信號產(chǎn)生裝置 20
2.2.1 晶體振蕩器 20
2.2.2 原子振蕩器 23
2.2.3 各種振蕩器性能比較 24
2.3 時間頻率信號輸出模型 26
參考文獻 28
第3章 時間頻率信號時域測量與表征方法 29
3.1 時間頻率信號的時域測量方法 29
3.1.1 計數(shù)器測量原理 29
3.1.2 計數(shù)器測量誤差 33
3.1.3 提高時間間隔測量精度的方法 37
3.1.4 高精度頻率測量方法 44
3.1.5 測量方法比較 50
3.2 時間頻率信號的時域表征方法 51
3.2.1 傳統(tǒng)表征方法 51
3.2.2 常用表征方法 51
3.2.3 阿倫方差計算過程示例 54
3.2.4 估計的置信度和重疊樣本 55
3.2.5 數(shù)據(jù)的有效利用和自由度的確定 57
3.3 時域分析處理實例 61
參考文獻 63
第4章 穩(wěn)定度頻域測量與時域轉(zhuǎn)換 64
4.1 穩(wěn)定度頻域測量方法 64
4.1.1 頻譜分析 64
4.1.2 頻域測量方法 67
4.1.3 頻域穩(wěn)定度測量常用設(shè)備 69
4.2 穩(wěn)定度頻域表征及分析方法 71
4.2.1 頻域穩(wěn)定度分析的例子 71
4.2.2 冪律譜噪聲過程 72
4.3 時域和頻域表征的轉(zhuǎn)換 73
4.3.1 時域和頻域表征的轉(zhuǎn)換方法 73
4.3.2 時頻和頻域穩(wěn)定度轉(zhuǎn)換實例 74
參考文獻 77
第5章 時間頻率信號數(shù)字化處理與噪聲分析 78
5.1 時間頻率信號數(shù)字化 78
5.1.1 模擬過程的數(shù)字化 78
5.1.2 數(shù)字化過程中的混疊 80
5.1.3 譜分析與傅里葉變換 84
5.1.4 數(shù)字化過程中的泄漏 86
5.2 信號源中噪聲分析 88
5.2.1 冪律譜噪聲分析 88
5.2.2 其他噪聲分析 89
參考文獻 95
第6章 時間頻率信號源模型估計方法 96
6.1 信號源平均頻率和頻率漂移率的估計方法 96
6.2 精密頻率源參數(shù)估計 98
6.2.1 鐘信號模型與噪聲 98
6.2.2 估計方法 99
6.2.3 分析與結(jié)論 101
6.3 時間頻率信號的分域遞推模型 102
6.3.1 小波分析 102
6.3.2 基于小波變換的分域遞推模型 105
6.3.3 分析與結(jié)論 106參考文獻 108
第7章 時間頻率標(biāo)準(zhǔn)的傳遞 109
7.1 時間頻率比對的傳遞標(biāo)準(zhǔn) 109
7.2 主要的授時方法 111
7.2.1 授時方法的發(fā)展 111
7.2.2 授時方法介紹 112
7.3 高精度時間頻率比對方法 124
7.3.1 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)共視法 124
7.3.2 衛(wèi)星雙向時間傳遞方法 128
7.3.3 衛(wèi)星激光時間傳遞方法 130
參考文獻 132
第8章 時間頻率的溯源及遠程校準(zhǔn) 134
8.1 GPS控制振蕩器及其溯源 134
8.1.1 溯源的含義 134
8.1.2 基準(zhǔn)和傳遞標(biāo)準(zhǔn) 135
8.1.3 時間頻率的溯源鏈路 135
8.1.4 作為頻率標(biāo)準(zhǔn)的 GPS控制振蕩器 137
8.1.5 頻率偏差的校準(zhǔn) 139
8.1.6 GPS控制振蕩器的可溯源性 140
8.2 時間頻率遠程校準(zhǔn)系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) 141
8.2.1 遠程校準(zhǔn)系統(tǒng)組成和工作原理 142
8.2.2 測量終端實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)分析 144
8.2.3 統(tǒng)性能指標(biāo)的測試與分析 147
參考文獻 153
第9章 電波鐘 155
9.1 電波鐘的發(fā)展歷程 155
9.1.1 電波鐘的發(fā)展史 155
9.1.2 歷史上出現(xiàn)的幾種電波鐘 158
9.2 WWVB電波鐘的工作原理 162
9.2.1 WWVB時間信號廣播站 162
9.2.2 長波電波鐘的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 163
9.3 其他類型的電波鐘 165
參考文獻 167
第10章 時間頻率信號源控制方法 169
10.1 智能鐘控制方法 169
10.1.1 智能鐘簡介 169
10.1.2 振蕩器噪聲的影響 170
10.1.3 智能鐘實驗 172
10.2 原子鐘控制方法 176
10.2.1 原子鐘控制簡介 176
10.2.2 原子鐘控制方法 177
10.2.3 海軍天文臺對原子鐘的遠程控制方法 180
10.3 原子鐘控制的實例 182
10.3.1 原子鐘控制的應(yīng)用 182
10.3.2 原子鐘模型參數(shù)估計方法 183
10.3.3 分析與結(jié)論 185參考文獻 186
第11章 典型的主鐘系統(tǒng)與主鐘駕馭方法 187
11.1 主要的主鐘系統(tǒng) 187
11.1.1 UTC（NTSC）的主鐘系統(tǒng) 187
11.1.2 UTC（USNO）的主鐘系統(tǒng) 190
11.1.3 GPS系統(tǒng)時間及其主鐘系統(tǒng) 192
11.1.4 GALILEO系統(tǒng)時間及其主鐘系統(tǒng) 194
11.2 美國海軍天文臺的主鐘駕馭方法 196
11.2.1 駕馭需考慮的內(nèi)容 196
11.2.2 海軍天文臺最小代價駕馭方法 196
11.2.3 將主鐘駕馭到時間頻率參考的方法 197
參考文獻 204
第12章 導(dǎo)航衛(wèi)星參考時間和頻率信號的產(chǎn)生方法 205
12.1 星載原子鐘與星上參考時間和頻率 205
12.2 導(dǎo)航衛(wèi)星參考時間和頻率信號生成方法 206
12.2.1 GPS的時頻生成與保持系統(tǒng) 206
12.2.2 GALILEO的時頻生成與保持系統(tǒng) 209
12.2.3 GLONASS的時頻生成與保持系統(tǒng) 212
12.2.4 比較和分析 215
12.3 導(dǎo)航衛(wèi)星參考時間和頻率信號的控制方法 216
12.3.1 導(dǎo)航衛(wèi)星時頻控制系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu) 216
12.3.2 導(dǎo)航衛(wèi)星時頻控制系統(tǒng)的控制類型 217
12.3.3 導(dǎo)航衛(wèi)星時頻控制系統(tǒng)的控制方法 218
參考文獻 221
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