2023年11月30日发(作者：)

一

椰８《９ 一 ＥＬＥＣＴＲ０ＮＩＣ Ｍ电子测量技术ＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ Ｔ ＥＣＨＮ０ＬＯＧＹ 第３２０６１３卷第５年５月 期

基于ＵＴＣ（ＮＴＳＣ）的时间频率

远程校准与溯源研究＊

和 涛１，２，３ 张慧君 ， 李孝辉 ，。 赵志雄 ，

（１．中国科学院国家授时中心 西安７１０６００；２．中国科学院精密导航定位与定时

技术重点实验室 西安 ７１０６００；３．中国科学院大学 北京 １０００３９）

摘要：中国科学院国家授时中心保持的协调世界时ｕＴＣ（ＮＴＳＣ）性能居于国际前列。基于该条件及ＧＰＳ共视时

间传递技术，提出了时间频率连续比对方法并根据此方法研制了时间频率远程校准系统，用于实现远程用户时间频率

校准及向ｕＴＣ（ＮＴＳＣ）的高精度溯源。首先，阐述了时间频率远程校准系统的设计思想和框架，并对远程用户通过该

系统向ｕＴＣ（ＮＴＳＣ）实现时间频率溯源的过程进行了分析；然后，对系统的时间不确定度和频率不确定度进行了估

计。分析结果说明，系统的合成扩展时间不确定度优于１４ ｎｓ，合成扩展频率不确定度优于２．６×１０ 。，可较好的完成

远程用户向ｕＴＣ（ＮＴｓＣ）的高精度溯源。

关键词：远程校准；溯源；测量不确定度；ＧＰＳ

中图分类号：ＴＢ９３９ 文献标识码：Ｂ 国家标准学科分类代码：４１０．５５

Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒｅｍｏｔｅ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ

ａｎｄ ｔｒａｃｅａｂｉｌｉｔｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＵＴＣ（ＮＴＳＣ）

Ｈｅ Ｔａｏ ’ 。Ｚｈａｎｇ Ｈｕｉｊｕｎ ’ Ｌｉ Ｘｉａｏｈｕｉ ’。Ｚｈａｏ Ｚｈｉｘｉｏｎｇ ’ ’。

（１．Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｉｍｅ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｃｅｎｔｅｒ，ｔｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｘｉ’ａｎ ７１０６００，Ｃｈｉｎａ；２．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ

Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ａｎｄ Ｔｉｍｉｎｇ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｘｉ’ａｎ ７１０６００，Ｃｈｉｎａ；

３．Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００３９，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ ｕｎｉｖｅｒｓａ１ ｔｉｍｅ（ＵＴＣ）ｍａｉｎｔａｉｎｅｄ ａｔ ｎａｔｉｏｎａｌ ｔｉｍｅ ｓｅｒｖｉｃｅ ｃｅｎｔｅｒ（ＮＴＳＣ），ｉＳ ｋｎｏｗｎ ａｓ ＵＴＣ

（ＮＴＳＣ）．Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ＧＰＳ ｃｏｍｍｏｎ－ｖｉｅｗ，ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ（ＣＣＴＴＦ）ｈａｓ

ｂｅｅｎ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ．Ｗｉｔｈ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ，ｔｉｍｅ ａｎｄ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒｅｍｏｔｅ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ（ＴＦＲＣＳ）ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａｎｄ

ｒｅａｌｉｚｅｄ ｔＯ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｒａｃｅａｂｉｌｉｔｙ ｔＯ ＵＴＣ（ＮＴＳＣ）ｆｏｒ ｒｅｍｏｔｅ ｕｓｅｒｓ．Ａｔ ｆｉｒｓｔ，ｔｈｅ

ｄｅｓｉｇｎ ｉｄｅａ ａｎｄ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｏｆ ＴＦＲＣＳ ａｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｒａｃｅａｂｉｌｉｔｙ ｕｓｉｎｇ ＴＦＲＣＳ ｆｏｒ ｒｅｍｏｔｅ ｕｓｅｒ

ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ ｏｆ ＴＦＲＣＳ ａｒｅ ｅｓｔｉｍａｔｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ａｎｄ

ｒｅｌａｔｉｖｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｉｍｅ ｉｓ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｗｉｔｈ ａｎ ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ ｏｆ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ １ ４ ｎｓ ａｎｄ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｓ

ｍｅａｓｕｒｅｄ ｗｉｔｈ ａｎ ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ ｏｆ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ２．６×１０一”ｂｙ ＴＦＲＣＳ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ａｂｌｅ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｒａｃｅａｂｉｌｉｔｙ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ

ａｃｃｕｒａｃｙ ｆｏｒ ｒｅｍｏｔｅ ｕｓｅｒｓ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｍｏｔｅ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ；ｔｒａｃｅａｂｉｌｉｔｙ；ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ ｏｆ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ＧＰＳ

１ 引 言

视时间传递的方法实现多站的高精度时间同步与时间频率

溯源。然而，ＧＰＳ单向时间传递的精度较低，同时溯源产

生的误差范围也具有较大的不确定性；ＧＰＳ共视时间传递

的精度相对较高，但由于每个观测周期存在３ ｍｉｎ的观测

中国科学院国家授时中心保持的协调世界时ＵＴＣ

（ＮＴＳＣ）近５年来与ＵＴＣ的差保持在±２Ｏ ｎｓ内，综合指

标排名处于世界上近２００个守时实验室的前列 ］。

目前，远程用户可通过ＧＰＳ单向时间传递或ＧＰＳ共

收稿日期：２０１３—０１

间隙，无法满足连续观测的要求，也无法让远程用户实现真

＊基金项目：国家自然科学基金重点项目（基于共视原理的卫星授时新方法研究，１１０３３００４）、中国科学院“西部之光”人才培养项目（ＧＮＳＳ系

统时间偏差监测与预报研究，Ｙ１Ｏ９ＹＲ２７Ｏ１）