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基于光纤频率传递的高精度时间传递方法.docx
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基于光纤频率传递的高精度时间传递方法.docx
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摘要
为了进一步提高时间传递的稳定度,提出了一种基于光纤频率传递的高精度时间传递方
法。在保证光纤时间传递不确定度的情况下,结合光纤频率传递的高稳定度特性,所提方
法实现了兼具高稳定度和良好不确定度的光纤时间传递。在光纤时间频率传递的基础上,
利用光纤频率传递系统输出的频率信号再生出具有高稳定度的 1PPS(one pulse per
second)时间信号,并使再生的 1PPS 时间信号跟踪光纤时间传递系统输出的 1PPS 时间
信号,进而使再生出的 1PPS 时间信号同时具有较好的稳定度和不确定度。为了验证所提
方法的可行性,使用光纤链路测得的时间传递数据进行仿真实验,所提方法使光纤时间传
递稳定度提高至 0.5 ps@1 s 和 0.09 ps@10
4
s。在 500 km 长的实验室光纤链路上,利用
光纤时间频率传递实验装置进行了测试,所提方法实现了稳定度为 2.5 ps@1 s 和 0.9
ps@10
5
s,不确定度为 6.4 ps 的高精度时间传递。
Abstract
A high-precision time transfer method based on fiber frequency transfer is proposed to
achieve higher stability of time transfer. On the premise of ensuring the uncertainty of
time transfer, the proposed method can achieve the fiber time transfer with high stability
and good uncertainty considering the high stability of fiber frequency transfer. On the
basis of the fiber time and frequency transfer, the highly stable 1PPS (one pulse per
second) time signal is regenerated using the frequency signal transmitted from the fiber
frequency transfer system. Then, the regenerated 1PPS time signal tracks the 1PPS time
signal transmitted by the fiber time transfer system, which renders the regenerated 1PPS
time signal good stability and uncertainty simultaneously. The time transfer data
measured by fiber links are used to conduct simulation experiments to verify the
feasibility of the proposed method. The results indicate that under the proposed method,
the fiber time transfer stability reaches 0.5 ps@1 s and 0.09 ps@10
4
s. The experiment
device for the fiber time and frequency transfer is employed to perform a test on a fiber
link of 500 km, and the result demonstrates that the high-precision time transfer can be
achieved by the proposed method, with the stability of 2.5 ps@1 s and 0.9 ps@10
5
s, and
the uncertainty of 6.4 ps.
1 引言
高精度时间频率传递技术在频率标准比对
[1]
、雷达探测
[2-3]
、基础物理
[4-6]
、射电天文
[7]
和地球科学
[8]
等前沿科学研究和重大基础设施中都发挥着举足轻重的作用。由于光纤
具有高带宽、抗干扰和低损耗等优点,故基于光纤的时间频率传递已成为超高精度时间频
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