GNSS系統馴服銣鐘基準研究

趙學軍

（中國人民解放軍92678 部隊，天津 300220）

0 引言

眾所周知，銫原子鐘是重要的戰略資源，美國政府對我國實行禁運和限購政策。國產銫鐘研制起步較晚，雖有個別產品型號，但離規模商品化應用還有一段距離[1]。加之銫鐘價格昂貴，因此如何利用GNSS 系統馴服銣鐘，滿足時統系統高精度時頻需求，或者應急備份需求，成為當前有意義的研究課題[2]。

1 衛星馴服銣鐘原理

銣鐘工作時，頻率不穩，容易向某一方向漂移。馴服銣鐘時，就是利用與衛星導航接收機輸出的秒信號進行比較，計算兩者頻率偏差，然后對銣鐘頻率進行修正，使銣原子鐘的頻率準確度和長期穩定度得到一定的控制和提升[3]。原理框圖如圖1所示。

圖1 GPS 馴服銣鐘原理框圖

2 衛星馴服銣鐘試驗

2.1 銣原子鐘性能選擇

通過對多款銣原子鐘的性能指標進行測試，其銣原子鐘的阿倫方差如圖2所示。由圖可見HP5065A 銣原子鐘阿倫方差指標最好，PRS10 次之。

圖2 銣原子鐘的阿倫方差

多款銣原子鐘的相位噪聲指標測試如圖3所示。由圖可見HP5065A 銣原子鐘相位噪聲指標最好，PRS10 次之。

圖3 銣原子鐘的相位噪聲

由于HP5065銣鐘價格較貴，市場應用也較少，PRS10銣鐘相對價格便宜，市場應用較多，故選擇PRS10銣鐘試驗。

2.2 GPS 馴服銣鐘試驗單元組成

GPS 馴服銣鐘試驗主要采用U-BLOX M8T GPS接收機對PRS10型銣原子鐘進行馴服試驗，試驗框圖如圖4所示。

由圖4可見，主要測試設備包括：U-BLOX GPS接收機、馴服控制電路、PRS10 銣原子鐘、TSC5120A 時間頻率綜合分析儀、計算機數據采集系統和5071A 銫原子鐘。……