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[成果] 1800120677 陕西
TN94 应用技术 卫星传输服务 公布年份:2017
成果简介:该成果采用中科院国家授时中心首创的广电数字卫星电视授时技术,在此基础上开发研制了基于广电授时和北斗授时的双模高精度时间频率同步系统。针对时间频率终端市场,成功研制出具有我国自主产权的时频同步设备,并能提供高精度时间戳应用服务,从而极大地提升了卫星授时——这一关系国计民生重要领域的安全等级,打破了目前我国对国外卫星系统过度依赖的现状。该成果的关键技术有两项:广电数字卫星电视授时技术(以下简称:广电卫星授时技术)、基于广电卫星系统和北斗卫星系统的双模兼容时间频率同步技术(以下简称:双模时间同步技术)。广电卫星授时是一种利用现有数字卫星电视广播信号搭载时间频率信号实现远距离高精度时间频率同步的卫星授时手段,其授时性能与GPS、GLONASS、北斗等系统相当。它是由中国科学院国家授时中心在国内外首先提出,并于2008-2010年与江苏广电发射传输台合作建设,目前已经过三年的运行、监控、测试以及特定用户的试用,证明该系统性能符合设计指标,运行稳定、安全可靠。2012年11月,广电局在南京主持召开了成果鉴定会,与会专家认为其达到国内先进水平,一致同意通过鉴定。同时,建议对系统进一步完善和优化,加快成果转化和应用推广。在广电卫星授时技术的基础上,我们顺应国际卫星应用领域多模化发展的最新趋势,开发了“广电+北斗”的双模兼容时间频率同步技术,属于原创性科技成果,各项性能指标达到了国内领先、国际先进水平。成果创新性:该成果的创新之处体现在理论、技术、应用三方面,具体如下:1. 理论创新:创造性地利用广电卫星来进行授时,属于全新的卫星技术应用领域。该成果主要立足于现有国际数字卫星广播电视技术标准,结合广播电视、通信及时间频率等技术,通过对数字卫星电视信号体制的深入分析,重点解决数字卫星电视时间频率信号的插播技术、授时电文的编码方法、信号传播时延的估计方法,以及授时接收机对数字卫星信号中时间频率信息的实时捕获和精确测量技术等关键问题,实现一种在不改变现有数字卫星电视信号体制以及广播电视节目正常播出的情况下,利用数字广播电视卫星信号进行高精度授时的技术方案。2. 技术创新:技术创新体现在广电卫星授时技术和双模时间同步技术两个关键技术上。其中,广电卫星授时属于原创性成果,目前,国内外卫星授时主要有GPS授时、GLONASS授时、北斗授时,尚未见到利用广电卫星进行高精度授时的、已验证的研究成果和定型产品,属于我国自主的原创性技术。同时,为顺应国际双模甚至多模卫星授时这一技术发展趋势,也为避免对GPS等国外系统的过度依赖,《国家卫星导航产业中长期发展规划》提出发展多系统兼容的要求。国内的双模卫星时间同步技术,主要表现为 “GPS+北斗”或“GLONASS+北斗”两种方式,而且相关研究和应用刚刚起步。该成果的双模时间同步技术基于独创的广电卫星授时技术,采用“广电+北斗”双模兼容技术,因此具有更高的原创性。3. 应用创新:应用创新体现在运用了独创的广电卫星授时技术,研发出“广电+北斗”双模时频同步系统及其终端设备。目前,国内外单星授时主要有GPS授时、GLONASS授时和北斗授时三种,我国的卫星授时系统普遍采用美国的全球定位系统(GPS),少部分采用俄罗斯的全球导航卫星系统(GLONASS)。GPS卫星受美国国防部控制,在台海冲突时期已经发生过相关国家故意降低 GPS 精度、增加随机扰码等行为,导致国内卫星授时设备功能受到严重影响。可见,对外国卫星系统的过度依赖直接导致国家系统安全风险。2013年9月23日,国务院颁布《国家卫星导航产业中长期发展规划》,明确提出“中国的全球卫星导航产业应从单一GPS应用向多卫星系统兼容应用转变”,随着中国北斗卫星系统的研发成功和逐步成熟,包括军品在内的部分对可靠性要求较高的国内授时系统开始采用北斗卫星系统,或“北斗+GPS”卫星双系统模式,以防范对GPS系统单一依赖所可能导致的重大安全风险,但在战争、恐怖袭击等某些特殊情形下,北斗系统也容易受到干扰和攻击,甚至有被摧毁的可能。广播电视卫星属于民用卫星,根据国际空间法中的《外空条约》以及《联合国宪章》、《反弹道导弹条约》等国际公约,即使在战争条件下,交战双方也不能未经联合国安理会授权同意随意攻击任何发射国的民用卫星。该成果的应用创新正是体现在对我国拥有完全自主产权的北斗卫星与完全民用的广播电视卫星两个卫星系统的基础上,创造性地开发了“北斗+广电”这一新型的双模时间频率同步系统,实现了两套独立轨道卫星系统、两套独立授时方案的有机融合,不仅使两种系统在技术性能上能够取长补短、优势互补,而且由于不依赖国外卫星系统从而极大地提升了卫星授时应用这一关系军事斗争和国计民生的安全等级,因此属于我国完全自主的应用创新成果。该成果因为具有上述理论创新、技术创新和应用创新,极大地提升了国产卫星授时系统的安全性、可靠性和授时精度,其关键技术具备国内领先、国际先进水平。成果独占性:自2008年起,中科院国家授时中心对广电数字卫星电视授时方法开展研究,经深入分析信号体制,与广电专家探讨技术方案,开展多次上星试验和数据仿真,凭借授时中心丰富的授时方法与技术的积累,历经多年时间,最终形成了一套完成的、成熟的授时方案和相关产品。该成果攻克了多项关键技术难题,具体为:(1)数字卫星电视信号发射标准时间精确同步技术。针对数字卫星电视信号中没有标准时间信息的特点,提出了用电视信号中固有标志PCR相应位确定标准时间信息的方法,提出了利用高速率异步串行接口ASI中的位同步时钟确定PCR携带的标准时间的方法。由于在PCR时戳生成模块接需要精确提取PCR值,并且对PCR提取时间准确标记时间戳,则必须将PCR的起始位置准确同步。PCR签发模块对PCR到达时间做标记,并将此时间标记送至虚拟星钟模块进行PCR在卫星转发器发射端发射时间预测。(2)数字卫星电视信号传播时延精确测量及建模、预报技术。针对授时原理中需要对电视信号从发射端到卫星转发器出口传播时延精确测量的问题,首次提出了一种差分测量时延的方案,并提出了对信号传播时延建模并预报的方法,此方法可以实现授时信息的实时发播和获取,并且在一定范围内可以有效的抵抗信号传播时延由外界因素导致的抖动,提高了授时信息的准确性。虚拟星钟将PCR时间改正量以模型参数的形式发送给用户,用户端从导航电文中提取这些参数,借助PCR时间模型计算出卫星发射的PCR时间,参考此量对用户时钟的本地时间进行标记,从而完成授时。(3)双模兼容授时技术,双模授时是卫星应用领域的发展趋势,该成果采取“广电+北斗”双模技术,而且我国的广电卫星和北斗卫星都有完全独立自主的产权,也都是溯源到国家授时中心,所以在时间同步领域它具有先天的兼容与融合优势,而基于GPS、GLONASS等国外卫星开发的授时系统都是国外的守时实验室,从而导致采用不同时间源而引入的系统差,表现为时间频率同步失锁。此外,一般双模授时系统,比如“GPS+北斗”双模授时系统,两时钟源互为热备份。当首选某种模式时,如果该模式下接收机工作正常,则工作该模式,否则工作在另一模式。当两种系统都工作时,这种方式浪费了大量授时数据。因此,该技术门槛高,投入大,属于高精尖的行业,没有丰富的卫星授时技术积累和对数字电视的深入研究的人员或机构对本技术几乎是无法复制的。成果盈利性:根据美国卫星工业协会(SIA)的界定标准:卫星授时行业属于为卫星运营服务业中的子行业卫星导航定位业。SIA从卫星产业链划分卫星制造、卫星发射、卫星应用三个子行业,其中:卫星制造、卫星发射是属于卫星产业链上游,市场规模较小;而卫星应用涵盖的地面设备制造和卫星运营服务属于卫星产业链下游,市场规模较大,是卫星产业的主要组成部分。卫星应用包括卫星运营服务和地面设备两个行业,是将应用卫星的技术成果转化或拓展为可供利用的技术和产品,服务于国民经济建设和国防建设,潜在市场广阔,适于产业规模化发展。随着航天技术的发展,与卫星应用相关的产品和服务已经广泛应用于国民经济的各行业,与社会生活息息相关,成为国民经济发展不可或缺的重要产业。根据SIA公布的数据,卫星运营服务在全球卫星产业总产值中的占比将由2000年的74%提升至2015年的93%。卫星应用产业是国家战略性高技术产业,具有附加值高、带动性强、技术密集等特征,代表一个国家的竞争力。我国非常重视卫星应用产业的发展,《国家卫星导航产业中长期发展规划》将卫星授时作为当前我国卫星产业的重点发展方向和主要任务,并明确指出:“将北斗时间溯源到国家时间频率计量基准,为国家安全和国民经济重要领域提供时频保障,出台国家标准和相关政策措施,加强资金支持力度,结合涉及国家安全重点领域基础设施的升级换代,着力推进北斗卫星导航系统及其兼容导航授时技术与产品在能源(电力)、通信、金融、公安等重要领域的深入应用,并在其他国民经济安全领域逐步推进,为国民经济稳定安全运行提供重要保障”。具体见附件一, 《国家卫星导航产业中长期发展规划》重点发展方向和主要任务表(部分 )/>由此可见,随着中国卫星运营服务市场的快速发展和对国家安全战略的高度关注,基于自主卫星系统、采取双模星基兼容、具有高稳定性和性价比优势的国产时间频率服务系统及其设备,不仅符合国家的产业政策,并且具有广阔的市场空间和发展潜力。该授时技术不需要发射卫星,不修改现有的数字卫星电视信号,其授时性能与GPS、GLONASS、北斗等系统相当,因此建设与运营成本大幅下降,带来更好的盈利性。成果持续性:研发该技术成果的技术团队主要由中科院国家授时中心长期致力于时间频率领域前沿研究和应用开发的资深科研人员,以及有着丰富卫星授时设备开发制造经验的江苏省广播电视总台(集团)卫星地球站的核心技术骨干构成,并组建了广播电视高精度时间同步及定位技术联合实验室和联合时间服务中心,是国内唯一完全掌握数字卫星电视授时系统原理和技术的团队,在完善广电数字卫星电视授时方案的同时,也在开展广电数字地面电视授时的研究,FM调频广播授时研究等,有着强大的持续研发能力和创新潜力。该技术属于高端装备制造业中的卫星应用领域,技术团队已经向军方和广电提供了相应产品,有现成的销售渠道和丰富的生产管理、质量控制经验,技术领先且工艺先进,且无任何环境负担。因此,该技术团队拥有较强的技术研发能力、营销推广能力、生产组织能力、经营管理能力和投融资能力,以及持续的技术发展潜力和更好的市场拓展空间。成果先进性:与长短波授时、网络授时相比,卫星授时技术因为其精度高、稳定性好的特点已经成为国内外时间频率同步的主要手段,得到了广泛应用,有着巨大的发展空间,卫星授时市场正呈现出快速发展的势头,自2010年开始年增长率高达25%以上,并且还呈现出加速趋势。目前,我国的时间频率终端产品主要以GPS和北斗为主,国内相关公司或企业采购GPS模块进行二次开发低端应用产品;北斗系统目前还未完全成熟,性能还不稳定,终端产品还处于产业化的进程中。所以,迫切需要一种基于自主卫星系统,具有较高安全边际、较好稳定性和性价比优势的国产卫星授时产品,来满足日益提升的国家安全战略需要,减少通讯、金融、能源等关乎国计民生领域对外国卫星系统的过度依赖。该成果具有我国完全自主知识产权的北斗和广电卫星为技术平台,具有原创性的研发理念和先进的设计思路,是一款自主研发的高安全性、高稳定性的广电卫星授时终端产品和双模时间频率同步终端产品。技术团队研发的新型双模时频同步终端设备,其授时性能与GPS、GLONASS、北斗等系统相当。与GPS授时设备相比由于采用了全民用卫星系统而具有独特的安全边际;与北斗设备相比又具有高轨道定轨卫星显著的授时稳定性;与“GPS+北斗”双模设备相比,在相同性能参数下又具有明显的价格优势。如附件二所示,<img src= 该成果产品具有高安全性、高稳定性、高性价比三个显著优势,在具备高精度授时功能的同时,又极大地提升了我国卫星授时的安全性,满足了国家安全战略的需要,完全可以替代国外同类产品,在军品、广电、电力、通信、交通、金融等关系国计民生的重要领域中有着广泛的市场前景。
[成果] 1500161844 陕西
TM93 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 通用仪器仪表制造] 公布年份:2014
成果简介:课题来源背景:课题组在2006年底,通过研究双混时差测量方法,发现该方法精度提高的局限性,开始考虑采用新的方法提高测量精度,并于2007年初初步形成了数字化频率测量的思路;2009年底国际时频专业制造巨头Symmetricom公司宣称"限于双混时差法的技术瓶颈,停止基于该技术的产品的研发",这与课题组早些时候的判断不谋而合.如何在目前的条件下,进一步提高基准频率测量精度,是一个世界难题.影响频率测量精度的主要原因是电路噪声,这取决于电路工艺水平,经过几十年的发展,模电水平已经日臻成熟,改进的空间很小,短期内很难有较大提高,同时,国内的测量电路工艺水平与国外先进水平相比有一定差距,使用同样的方法,很难达到国外同等测量水平.2008年1月项目组承担中国科学院知识创新工程重要方向项目"高精度时间频率传递与测量研究"下属课题"高精度时间频率测量方法与技术研究",正式开展基于差拍数字化思想的频率精密测量方法研究.项目编号"KJCX2-YW-T12";同年课题组还获得了"西部之光"人才培养计划"数字精密测频技术研究"项目的支持,先期开展了正弦差拍器、频率偏差产生器的可行性分析及初步研制工作.项目编号"2007YB03".技术的创造性与先进性:在现有条件下,立足于在现有工艺水平下提高精密频率测量精度,通过研究数字采样和精密频率测量的特点,提出差拍数字化测量方法.以多采样点平均代替传统的过零单点监测,在同样电路噪声环境下,比传统方法的测量精度提高提高近50倍;提出了系统误差随动校准方法.通过多通道同步采样,实现多通道的同步测量、分析,使各通道工作在相同的测量环境,校准系统误差,使测量精度提高一个数量级.技术原理及性能指标:主要工作原理是结合差拍法和数字化频率估计算法,将待测信号通过差拍降低信号频率,然后将信号经模数转换器数字化后,采用高精度的频率估计算法实现对待测信号的频率测量、稳定度分析等处理,为了进一步抑制测量噪声,降低系统测量误差的影响,还设计了多通道同步采样、并行测量的系统结构,实时校准测量通道的测量系统误差.主要解决的关键科学技术有:频率高精度数字估计技术,采用数字相关分析及拟合技术,提高测量系统抗噪声污染能力;多通道差拍信号产生技术,区别于传统的差拍器输出方波信号,研制输出为正弦差拍信号的器件,对信号的幅频特性提出了较高要求;系统误差的随动校准技术,能够抵消频率偏差源噪声、通道不完全对称以及量化噪声的对系统测量精度的影响;稳定度实时在线分析技术和数据采集完整性技术,解决数据处理量大,时延过长无法与其它软件模块协调等难题,实现稳定度的实时在线分析.另外需要解决数据采集过程中丢点、数据溢出等问题导致的测量误差和测量间断;系统电磁环境优化,以及容错与自复原设计,优化系统硬件的电磁干扰、电磁兼容等,加强系统的容错与复原能力.基于以上研究,研制的设备测量10MHz信号的本底噪声Allan方差表征的稳定度(Tau=1s)优于4e-14,相位分辨率40飞秒,当Tau=1000s时,Allan方差达到了1.04e-15,达到了国际先进水平.技术的成熟程度,适用范围和安全性:基于多通道数字化频率测量方法研制的设备在现有电子技术、数字信号处理技术的水平基础上,开拓性思维,设计算法融合两种成熟技术,即研制实现本设备所需的各项技术已经发展成熟,技术的成熟度高,且实现设备的性价比优于国外同类产品,还不到其四分之一,有着极好的经济效益.同时,解决了精密时频测量设备依赖进口的问题,实现钟房监控设备国产化,便于钟差监测数据的实时显示,及时发现原子钟故障,为需要精密频率测量的科学试验提供支撑.应用情况及存在的问题:该设备使用方便,应用范围非常广泛.在数字化测量系统的整体发展趋势下,需要数字测量的地方越来越多,需求日益显著.该设备配备功能软件即可进行多通道频率/相位测量与分析,提高了设备的通用化程度,易于推广使用.其对社会发展和科学进步亦有深远影响:弥补国内工艺水平的差距,填补了中国在精密频率测量方面的垄断,打破国外垄断.突破工艺水平限制,研制出具有国际水平的测量设备;使得精密频率测量不局限于传统的差拍器与计数器组合的方法;共享共用措施,促进电子测量其他领域的发展.在高精度的频率测量方法和设备方面,国外的技术和设备都具有明显的优势,这些精密时频测量设备主要被用于军事、航空航天和国家的基础时频系统方面,国内没有自主研发的优秀产品去制约由国外厂商主导的市场,这也很不利于国家安全的保障.所以,研制此设备是很必要的,在各个方面的应用也是必需的.基于该方法研制的设备已经应用到:国家授时中心守时钟房,用于在线监测原子钟组性能;中国科学院上海微小卫星工程中心的地检测试项目中,用于星上载荷在服前的频率稳定度指标分析;中国电子工业集团第29研究所为某重大专项研制的时频产生保持模块,用于主备两路频率信号的高精度比对.历年获奖情况:课题组的创新性研究工作取得了显著成绩,研制的设备获得验收专家组的一致好评,认为"该项目取得了国际先进水平的研究成果,基于多通道数字化频率测量方法研制的多通道差拍数字化频率稳定度分析仪,以多采样点平均代替传统的过零点监测,在同样电路噪声环境下,比传统方法的测量精度提高近50倍,并且成果获得了实际应用".课题组出版了专著2本,获得了发明专利2项,实用新型专利5项,并先后发表了SCI索引文章2篇,EI索引文章17篇,核心期刊3篇,软件著作权7项.
[成果] 1500150320 陕西
V 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2014
成果简介:课题来源与背景:由于国家科技部和中国科学院共同支持的国家重点项目"中国区域定位系统(CAPS)"的工程建设需要高精度的卫星轨道,决定采用发明的"转发器式卫星测定轨方法".2005年6月,以三部委组成的专家组对"转发器式测定轨系统"进行鉴定:转发器式测定轨系统对同步卫星的定轨精度可达到2米水平,测距精度达到厘米量级,卫星导航地面站站间的时间同步达到亚纳秒级.这个精度远由于当时任何测定轨技术精度. 随着科技进步与国家发展战略的需要,进一步提高卫星的测定轨精度势在必行.在CAPS测定轨的基础上,对测轨方法进行深入研究,并得到国家科技部资助:973项目(2007CB815503),和中国科学院的支持:中国科学院知识创新工程重要方向项目(KJCX2-YW-T12),利用国家授时中心已有的测定轨系统,进一步完善转发式测定轨方法,开展"一发多收"测轨模式、"组对观测"等测轨方法研究,进一步提高卫星测定轨精度. 技术原理及性能指标 一发多收观测模式不同于对观测模式,也不同于通常直发式模式(如GPS信号发播模式),只精确指导信号在地面的发射时刻,课题组研究一种归算时刻的方法,把发射台站发射信号时刻归算到卫星发射信号时刻的方法.用自发自收模式得到的轨道计算自发自收模式和信号一发多收模式下的观测残差,二种观测模式结果符得相当好,这是完全不同的观测量,说明归算方法是可信的. 一发多收模式下的卫星测定轨观测方法优点是:a.仅单点发射测距喜好,导航卫星可以设计成点波束上行,抗干扰性能号;b.接收点的数量原则上不受任何限制,具有直发信号的优点. 技术的创造性与先进性 完整的一发多收模式下的卫星测定轨技术理论与方法,包括星站间距离及时标的归算方法,Sagnac效应改正、地球公转对测距的影响等;并研制了一发多收模式下的卫星测定轨软件,预研了被动接收情况下的卫星测定轨方法,得出了相应的结论;研发了地面站时延相对测量的便携式移动站设备,解决了测轨站时延相对测量和校准问题.技术的成熟程度,适用范围和安全性 测轨地面站的设备时延相对测量精度由于0.1ns,达到了课题任务书要求1ns水平;使用一发多收的测轨工作模式,实现对同步卫星的定轨精度优于0.6m,由于课题要求的1米水平;一发多收模式下的转发式卫星测定轨技术是中国自主创新的技术,具有自主知识产权.该技术可以应用于点波束上星抗干扰模式下的卫星精密测定轨,对国家安全有重要意义.一发多收模式下GEO卫星的定轨精度达到国际领先水平,理论成果表明,该技术可以实现高精度测轨. 5.应用情况及存在的问题 首先,在民用方面可以对通讯卫星进行卫星测定轨服务,通过卫星精密定轨,发展我国的同步通讯卫星共轨技术,从而增加我国同步通讯卫星的数量,提高通讯容量.其次,由于该成果所需设备量小,成本低,可以广泛推广应用,可以为中国的航天器轨控提供强有力的支持.
[成果] 1400520782 陕西
O31 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 钟表与计时仪器制造] 公布年份:2013
成果简介:对POP铷原子钟-激光脉冲抽运、微波分离场与原子共振作用、及原子自由感应衰变微波探测和光探测方式进行了理论与实验研究,探索了主要物理参量与技术因素对其稳定度的影响规律,完成了项目研究内容,突破了关键技术,实现了一台完整的POPRb原理样机,其输出频率短稳优于4.6E-13,达到国际先进水平,正在进行中长期稳定度的提高以及小型化系统的研制。获得专利授权8项,其中发明专利7项。发表文章22篇,其中SCI/EI收录14篇。培养硕士研究生17名(毕业6名),培养博士研究生11名(毕业3名)。国内外会议特邀报告3篇。主要成果有:1、采用密度矩阵方法,对POP铷原子钟的特性进行了理论研究。研究表明:1)微波信号的强度与激光抽运率成正比,到一定的激光强度后,微波信号的强度达到最大;激光功率带来的剩余光频移在E-13量级,比传统铷原子钟小三个量级;2)不同腔反馈的条件下,当微波脉冲面积为π/2时,腔牵引频移最小。零腔牵引频移时,当腔的反馈系数越大,微波脉冲面积越偏离π/2;在一定的微波腔反馈系数时,Ramsey周期越长,微波脉冲面积越偏离π/2。2、对光学和物理部分的实验器件进行了研究,对POP铷原子钟的关键器件—铷泡和微波腔进行了重点研究:对缓冲气体引起的Doppler增宽和碰撞频移规律进行了研究,采用氩气和氮气作为缓冲气体,研究了缓冲气体比例对温度系数和原子钟信噪比的影响,获得了合适的缓冲气体比例;对微波腔的模式、Q值、温度特性等进行了研究,研制设计了2套硬铝和无氧铜的微波腔,在此基础上,研制了固定腔长的微波腔。3、搭建了POP铷原子钟实验装置,实现了闭环锁定,获得了较好的短期稳定度,并对其特性进行了实验研究。通过测量了POP铷原子钟的中心频率、以及两个微波脉冲后微波信号强度与微波脉冲Rabi频率的关系,需找到了消除光频移和腔牵引频移合适微波脉冲面积,大于π/2;实验测量第一个微波脉冲后微波辐射功率与激光抽运率的关系,当激光光强较小时,微波辐射信号强度与激光功率成正比,当激光功率增加到25mW后微波辐射信号强度变缓,逐渐达到饱和;测量了温度对Ramsey条纹和中心频率的影响;获得了POP铷原子钟的微波Ramsey条纹和光学Ramsey条纹,线宽分别为65Hz和150Hz;实现了POP铷原子钟桌面系统的闭环锁定。
[成果] 1100460210 陕西
P12 应用技术 [自然科学研究与试验发展, 社会人文科学研究与试验发展] 公布年份:2011
成果简介:本项研究获得国家自然科学基金资助(19973012)。本项目的一部分工作还是国家九五重点科技攻关项目“夏商周断代工程”的部分子课题。 中国古代有记录特殊天象的传统,而日食记录是其中最受重视的。即使在今天,这些记录对于历史学、科技史学和现代天文学研究,都能起到不可替代的作用。自近代以来,中外天文学家用近现代科学方法对这些古代记录进行了不少的研究,但尚难称全面。同时各相关学科的发展,也给日食记录的研究创造了更加深入的机会。本项目正是基于这样的考虑,试图对中国古代日食记录做一个全面的归纳,对其中一些问题作深入探讨,同时为古代日食研究的基本工具—日食计算作出推进。 本项目对中国日食记录记录进行了全面的整理分析,在以下四个方面有所进展。1.早期日食记录。早期记录年代久远,记载含糊不清。我们对现存的线索进行了全面的整理归纳,并对夏代的“禹伐三苗”,西周的“天大噎”、“天再旦”、“诗经日食”等线索进行了专题研究,其结果对于早期年代学、地球自转长期变化的研究都有助益。西周懿王元年“天在旦”日食的研究为夏商周断代工程论证西周王年起到了重要的作用,我们还进一步论证了它的计算方法和该现象的发生几率。2.常规日食记录。自春秋以后,日食记录进入常规,具有记录齐全、简单和公式化的特点。我们对春秋至明代中叶的日食记录进行了整理归纳,编成计算机可读的日食表共938项,以便于应用计算机进行统计研究。对这些记录的统计特征和部分记录所包含的详情进行了研究。3.明清日食记录。明代开始出现大量的地方志记录,它们各方面的特征都和传统的官方记录不同,对此进行了对比研究。4.中国历史日食典。这是研究古代日食和相关历史事件的工具书。本食典包括公元前2300至公元2100这44个世纪中国可见的全部日食事件,用日食表和日食图分别表达。书中有内容丰富的说明,并在使用方法上有所创新。附录包括日出日落时刻、50年重要日食的详情以及45个世纪全球日食。
[成果] 1300271375 陕西
P13 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2011
成果简介:该课题是国家自然科学基金委支持项目。天然卫星的观测和研究是一个古老学科的再次复兴。国家授时中心的研究团组,于上世纪八十年代中期率先开展了中国对天然卫星观测和轨道的研究,经过多年的努力,获得的一系列高精度天然卫星位置资料,得到了国际同行的认可,对在国内开展天然卫星的观测与轨道研究起到了开拓和引领作用。该课题深入开展了大行星卫星的CCD精密定位观测和运动理论研究。在近三十年独立观测积累和国外广泛合作交流的基础上,利用新的观测设备和最新的高精度天体测量参考星表,结合CCD整体平差方法,试验探索了新的亮源附近暗星图像检测定位技术,提高了外行星暗弱卫星的定位精度,适应和满足了空间探测对大行星卫星理论发展的需要,发表的一系列高精度的土卫九、海卫一和海卫二的观测资料得到了国际同行的高度评价。重点研究改进了土卫九和海卫一的运动理论,并相继开展了对天王星卫星运动现代理论的研究,对现有摄动理论的改进和发展做出了创新性的工作,结合国内外大行星卫星的各种观测资料,开展了行星物理方面的初步研究。为中国的空间探测提供了基础性、前瞻性的研究。在对土卫九2003年和2004年的CCD观测基础上,课题组进行了观测资料分析和轨道研究,课题组使用收集的数十年的观测资料,完成了一个新的轨道数值理论的建立。在对海王星卫星的精密定位与轨道研究工作中,课题组分析了1995、2003、2005海卫一的观测资料,并在此基础上于2006年重点对海卫一进行了观测,获取了千余幅海卫一的CCD图像。经量测、计算并分别与JPL和IMCCE的历表比较,其位置精度为40mas,属于国际上同类观测的最高精度。海卫二是太阳系已知偏心率最大的卫星,其视星等仅为19.3等左右。2006年和2007年课题组分别使用国家天文台兴隆站2.16米和1米望远镜,对海卫二进行试观测,先后获得3个时段100余幅海卫二的CCD观测图像。计算分析表明,课题组对海卫二的观测精度(O-C)约为0.15-0.20角秒之间,属于国际最好水平之列。课题组的研究工作取得了显著成绩,先后在国际天文核心刊物上(SCI收录)发表研究论文三篇,国际会议论文六篇、国内核心期刊论文三篇,国内会议论文三篇,这些文章被国内外同行广泛引用。已发表论文在国际上有较高显示度。开发的相应归算程序获国家版权局“计算机软件著作权登记证书”二项。公开发表的观测资料精度一直处于世界先进水平之列,在国际上得到同行的好评,赢得一定声誉。这些公开发表的天然卫星精密位置资料被收入IMCCE的卫星数据库中,部分资料在CASSINI飞船的轨道计算中被采用。
[成果] gkls123545
TP3 应用技术 公布年份:2010
成果简介:计算机网络授时是基于TCP/IP 协议,应用于Internet 网或局域网上的标准时间信息传递技术。网络授时采用网络时延修正技术,由Winsock 编写的软件系统及相关外围电路组成。在局域网内,设计时间同步精度80ms,实际测试的同步精度优于50ms,在广域网中,设计时间同步精度0.8s,实际测试的同步精度优于0.5s。该系统客户端软件界面友好、操作方便、工作可靠。能满足一般用户的时间同步需求,为国内互联网或局域网上的计算机提供了新的时间同步手段。可应用于如金融系统的实时汇兑,铁路系统的联网售票业务等系统中的时间同步,也可用于技术监督部门某些时间计量等。该技术为国内首创,时间同步精度已达到国际先进水平。
[成果] gkls071445
应用技术 公布年份:2009
成果简介:中国科学院国家授时中心(NTSC)承担的中科院大科学工程维护和数字化改造项目“临潼-蒲城微波时间传输系统改造”(2007年1月至2007年12月)适应了时间传递和时间比对技术发展的新要求,建立了一套时间比对、时间传递与科学研究共用的数字化微波系统。 现在使用的模拟微波通讯设备是七十年代产品,设备元器件严重老化,故障率高;模拟微波通讯设备早已淘汰,元器件损坏后也极难配置;微波机发信输出单元所用的行波管,是微波机的关键部件,随着固态化技术的发展,微波设备使用的行波管已被淘汰,无备品更换,现靠退下来的旧行波管进行勉强工作。所有这些都对授时系统的正常工作造成很大的影响。同时,现临潼-蒲城微波通信线路所用频率为2GHz,根据2002年国家对无线电频率划分,现用2GHz频段已作为其他通信业务频段,已不符合无线电使用管理规定。为了确保授时系统的正常运转,同时进一步提高时间传递精度,急需对该微波通信线路进行改造。改造的中心思想是由数字微波通讯设备取代原有的模拟微波通讯设备,满足临潼-蒲城两地时间同步比对对时间信号传递比对数据传输的要求。 本系统运用了最新的数字通信技术,由数字微波通讯设备取代原有的模拟微波通讯设备,拓展功能,提高可靠性;利用卫星双向时间比对伪码扩频技术实现数字微波时间同步比对功能,解决直接利用数字微波调制技术进行高精度时间比对可能带来的诸多不确定因素;为BPL长波授时系统技术改造提供符合技术指标要求的发播时间同步预报数据;建立蒲城原子钟参加地方和国际原子时计算同步比对链路。 通过数字微波时间传递与比对系统,可以保证我国标准时间与标准频率发播的准确性和可靠性,从而为需要时间同步各行各业(包括民用与军用)提供准确可靠的标准时间。另外,由于数字微波系统采用了SATRA卫星双向比对调制解调设备,所以可以通过该系统进行卫星双向时间比对与信息传递的模拟研究。
[成果] hg08015383 陕西
TN91 应用技术 通信设备制造 公布年份:2008
成果简介:一种公用电话网标准时间传递接收机,包括:对整机进行控制的单片机系统1和单片机系统2;频率产生电路,该电路的输出端接单片机系统1和单片机系统2;切换电路,该电路与单片机系统1和单片机系统2相连接;调制解调器,该电路与切换电路相连接;输出电路,该电路的输入端接单片机系统2。   本实用新型采用两个单片机系统,将时间同步模块和报时信号产生模块集中在一个设备中完成,使功能模块之间的衔接更加紧密,实时性好,可以直接输出精度优于5ms的摩尔斯电码报时信号,具有自动拨号、自动测试、故障报警、守时功能,可用于短波电台对外发播报时信号。200620136272.5
[成果] hg08037078 陕西
TH7 应用技术 钟表与计时仪器制造 公布年份:2008
成果简介:精密时间的应用涉及到国防、航天、信息、电力、导航定位、交通运输及基础研究的各个领域。国家授时中心(NTSC)承担着国家标准时间的产生与保持的重任,但是NTSC在国家目前的经济实力下不可能单独拥有大批的高精度原子钟,以便在时间服务水平方面与美国等发达国家抗衡。充分利用国内的原子钟资源,建立我国的综合原子时系统(JATC)是解决问题的有效措施。该项目作为中国科学院知识创新工程重要方向项目,旨在开展建立和保持JATC的技术与方法研究,并以科学院单位为主体建立一个初步的JATC系统,为将来建设国家层面上的JATC系统,形成我国统一的高精度的国家标准时间提供技术支持。   该项目的主要研究内容包括:1)研制GPS时间传递接收机,为建立JATC系统所需的远程时间传递技术打下基础;2)产生及保持JATC所需的数据处理方法的研究;3)守时系统的全自动化监控方法及软件研究开发,以保障时间基准系统的可靠性和高精度;4)自行研制与GPS共视时间比对接收机相配套的部分设备,用以进一步提高远程时间比对精度。   经过3年的努力,我们已全面完成建立和保持JATC的技术与方法研究,其中主要的子课题已达到国际先进水平,通过了中国科学院基础局组织的专家组的验收。   在应用了所得到的研究结果之后,我们已经以较高的准确度控制了标准时间的产生和保持,使标准时间UTC(JATC)与国际标准时间UTC的最大差异小于40ns(2006年5月至2007年2月最大差异控制在20ns以内),其结果可从国际权度局BIPM出版的T公报(Circular T)217~230期(2006年1月至2007年2月)查证。
[成果] hg08037135 陕西
TN96 应用技术 专用仪器仪表制造 公布年份:2008
成果简介:科学技术领域:时间频率学科中高精度时间同步应用。   主要科技内容:高精度时统组合通过接收北斗及其GNSS(GPS、GLONASS)导航定位信号,实现各组合单站精确时间测量,各组合之间通过共视比对和移相控制实现相对同步。设备定时通过Modem和无线通信网自动传输观测数据,内部软件自动完成共视比对计算,频率校准和移相电路完成对本地钟的校准,实现各台站设备之间的相对同步。时统主要由频标模块、频标接口模块、10MHz区分放大模块、2分频模块、5MHz选频放大模块、107(可变)分频钟模块、移相模块、1PPS信号区分放大模块、北京时间分频模块、PC104单板计算机、JNS100GG定时接收机、显示器、BD定时接收机、1PPS同步控制器、V11(RS422)标准接口等模块组成。每个模块的工作状态在前面板均有指示灯显示,进行故障报警;测站坐标信息、移相数据、主站、副站设置、UTC/BJT切换等功能都在前面板可以进行手动设置,界面友好,操作便捷。 促进行业科技进步作用及应用推广情况:该时统是国家授时中心为某电网系统研制的时间统一系统,主要应用于各电网设备之间的高精度时间频率同步,也可用于为国家安全有关的系统提供高精度时间频率信号,还可用于武器试验靶场,卫星测控基地、雷达等用户终端时间和频率标准计量系统。该高精度时统组合研制始于1998年,专门为某部门研制4套设备,用于通信网二级网频标校准,合同额120万元;2002年为某部门改进研制4套,用于智能交通系统定时设备,合同额130万元;2004年为某电网系统研制4套,合同额126万元,2007年初,对某些关键技术做了改进,为中电集团20所某项目装配10套,合同额360万元。该高精度时间统一系统组合设备,为用户提供了高精度时间频率信号,经过多年的应用证明,该组合定时精度高,设备性能稳定,技术先进,可维修性强,具有广泛的应用市场。
[成果] hg06088998 陕西
TH7 应用技术 钟表与计时仪器制造 公布年份:2006
成果简介:该成果是想通过精密时间测量的创新研究,掌握精密时间测量先进技术,研制出具有国际先进水平和自主知识产权的高精度时间间隔计数器产品,促进相关领域科技进步和产业技术升级,改变我国在精密时间测量方面的落后状况和高端时频仪器设备依赖进口的不利局面。精密时间测量是时频领域的重要组成部分。是精密时间比对、同步的基本要求;是多种大型系统和高端精密仪器的关键和核心技术;是提高对目标测距、定位、精确打击水平和能力的必要前提。
[成果] 0701270034 陕西
TN94 应用技术 广播电视设备制造 公布年份:2006
成果简介:根据国家标准GB7402-87的规定,中央电视台电视信号中的彩色副载波受原子钟控制。该装置有效地利用了彩色副载波这一标准频率源,它通过专用的电视接收电路,选取CCTV一、二套节目的全电视信号,再经过彩色解码电路,提取出4.43361875MHz副载波信号,经过数字频率综合技术,将10M频率综合成4.43361875MHz,再经过锁相电路,正弦波恢复电路,最终输出10MHz、5MHz、1MHz、0.1MHz的标准频率。可用于计量、校频,也可作为标准频率源使用。短期稳定度达l×10<'-10>/秒,达到了国内领先水平。1998年申请科技成果专利,1999年授权,专利号:ZL98232984.9。
[成果] 0701270035 陕西
TN91 应用技术 公共软件服务 公布年份:2006
成果简介:“计算机网络授时”是基于TCP/IP协议,应用于Intemet网或局域网上的标准时间信息传递技术。网络授时采用网络时延修正技术,由Winsock编写的软件系统及相关外围电路组成。在局域网内,设计时间同步精度80ms,实际测试达到的同步精度优于50ms,在广域网中,设计时间同步精度0.8s,实际测试时间同步精度优于0.5s。该系统客户端软件界面友好、操作方便、工作可靠。能够满足一般用户时间同步需求,为国内互联网或局域网上的计算机提供一种新的时间同步手段。广泛应用于如金融系统的实时汇兑,铁路系统的联网售票业务等系统中时间同步问题的解决方案,也可用于技术监督部门某些时间计量等。该技术为国内首创,达到设计指标,时间同步精度已达到国际先进水平。
[成果] 0701270033 陕西
TM7 应用技术 钟表与计时仪器制造 公布年份:2006
成果简介:中国科学院陕西天文台研制的P0943型电网用GPS同步时钟是选用美国专业公司制造的OEM部件作为卫星信号接收器,可同时跟踪8颗GPS卫星。一旦初始化完成,即使锁定一颗卫星,也可实现授时功能。接收到的卫星信号经单片机处理,将UTC时间信息转换为标准北京时间(或世界时)和公历日期。为满足电力系统的特殊需要,P0943还可以实时监视电网频率,并以电网频率为时基,构成工频钟记录电网频率的累积变化。显示屏可显示北京时间/公历日期、系统时间和系统频率。因此PO943既可作为标准钟,也可作为工频钟和工频频率计使用。PO943的时间信息通过时、分、秒脉冲端口及端口向外发送。可直接与计算机或其他需要标准时间频率信息的设备连接。可根据用户需要定制通信规约及安装尺寸。使用PO943配备的专用软件ST.EXE可以使计算机自动读取PO943的信息与系统时间。作为选件,用户可选用该台或上海新光生产的大屏幕显示器,将P0943的显示内容屏幕显示,并可按照用户要求增加其他显示功能,如安全运行天数、自动计数器等。SOE功能:通过NBC插头输入,可实时记录外部突发事件的发生时刻,分辨率1μs。突发事件发生时刻可翻页显示或通过串行口输出。采用卫星星载原子钟作为时间标准,P0943型GPS同步钟具有授时精度高、工作稳定、传输误差小、安装简便、经济实用等特点,是解决电力系统时的最佳选择。1995年初P0943型电网用GPS同步钟已通过吉林省电力工业局组织的技术鉴定,曾先后被吉林省电力工业局、华北电网、西北等电网和南瑞公司等系统和部门采用,应用于SCADA系统、故障录波器、RTU等多种设备,使用效果良好。主要技术指标:1、接收频率:1575.42MHz;2、天线射频灵敏度:-166dbw;3、捕获时间:20秒-2分钟(热起动);4、1PPS输出:定时准确度:1μs;脉宽:1OOms;电平:TTL电平;阻抗:50Ω;极性:正脉冲;路数:两路;5、IPPM输出:定时准确度:1μs;脉宽:1000ms;电平:TTL电平;阻抗:50;极性:正脉冲;路数:一路;6、1PPH输出:定时准确度:1μs;脉宽:1000ms;电平:TTL电平;阻抗:50;极性:正脉冲;路数:一路。
[成果] 0701270435 陕西
[P22, TM93] 应用技术 测绘服务 公布年份:2006
成果简介:GPS计划实施以来,它首先在导航、定位、大地测量等领域显示出极强的生命力。近年来GPS在时频领域的应用与研究也日趋广泛。该项目自1994年以来在国内首先开展GPS在测频和校频方面的应用研究,并取得中间成果,推广应用到国防和民用领域。由于选用最新DEM板,采用微处理器,并采用模糊控制理论,实时测量和控制被控频标的频率准确度和稳定度。该项目最终成果GPS控制石英频标,准确度已达N×10-11/日。
[成果] hg06088609 陕西
P12 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2006
成果简介:项目提出了罗兰C系统能够自主授时的观点,并建立了罗兰C自主授时及时间信息广播方面的基本原理,提出了自主授时(自主TOC(Times of Coincidence)同步)的两种方法,包括对罗兰C信号进行附加时间信息调制方法实现TOC同步和利用多链罗兰C信号实现自主TOC同步方法。项目建立罗兰C自主授时的基本原理,提出并研究了利用罗兰C附加调制信道实现罗兰C自主TOC同步和广播时间编码,实现了罗兰C授时自主(含广播全信息时间编码)。提出并研究了利用多台链罗兰C信号实现自主UTC同步的方法。提出在广播数据中发播时号改正数,提高定时信号修正的实时性。提出了解决TOC信息在发射端控制和接收端处理的方法,这与Euro fix处理方式不同。
[成果] hg06016645 陕西
[P22, TN96] 应用技术 测绘服务 公布年份:2005
成果简介:接收机的运行和数据处理符合国际时间频率咨询委员会推荐的“GPS时间接收机软件标准化的技术指南(CGGTTS)”,与其它接收机兼容;采用双频观测,实测电离层影响;接收机为20通道,观测全部可视卫星;实时观测REFGPS、REFSV,生成共视数据(CGGTTS格式);具有精密定位功能:在定位模式下,可产生RINEX格式数据,并可进行单点定位和相对定位;具有本地钟间的比对功能,在正常共视观测的同时,还可进行2个本地钟间的比对。NTSCGPS-2的性能指标如下:远程(<3000km)时间比对精度:2ns;单点定位精度:3~5米、相对定位精度:3~5厘米;实验室内部钟比对精度:1ns;单站定时精度优于5ns。
[成果] 0401300370 陕西
TN8 应用技术 通信设备制造 公布年份:2004
成果简介:该系统运行已二年,进行过多次实地测量,结果表明,系统稳定可靠,测量精度高(煤航集团测绘工程院的检测结论:ST-1GPS接收机的工作性能达到了仪器的标准精度指标)。主要指标:1.基本精度:10mm+2ppmxd;2.数据存贮量:2MB(可扩展到32MB);3.冷启动。应用范围:静态测量型GPS接收机可广泛用于大地测量、地震形变测量、工程测量、精细农业等。
[成果] hg06020574 陕西
P12 基础理论 自然科学研究与试验发展 公布年份:2003
成果简介:精密时间是现代高科技发展的必要条件,精密时间的应用涉及到从基础研究领域(天文学、地球动力学、物理学等)到工程技术领域(信息传递、电力输配、深空跟踪、空间旅行、导航定位、武器实验、交通运输、地震监测、计量测试等)的各个方面。时间频率基准是整个授时体系的基础。在这项实验基础性工作中,研究新的计算方法,编制了大量分析数据的软件,对各种数据进行透彻的分析。目前,实验室保持的独立地方原子时的中、长期稳定度已经达到国际原子时TAI系统的实验室中的第5名,我国国家标准时间UTC(NTSC)与国际标准时间UTC的同步水平已优于50ns,我国时间工作的国际地位日益提高。
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