系统简介:
TLab-TFS-AC是北京交通大学时间实验室自主设计开发的用于GNSS时频传递装置(接收机)硬件内延迟绝对标定的校准系统方案。其硬件组成包括时频参考源、时频信号分配部分、信号模拟部分、暗室环境、精密测量部分及被校系统部分,具体实验设备可包括待校准时频传递链路(含GNSS接收天线、天线馈线线缆和时频传递主机)、GNSS信号模拟器、时间间隔计数器、时间频率源、矢量网络分析仪等。可基于标准场景模拟GNSS射频信号,开展实施低不确定度的时频传递装置时延校准,不确定度可优于0.7 ns。
应用领域:
GNSS时频传递链路绝对校准
技术参数:
一、系统构建主要装置:
- 时频信号参考源 TLab-TFS-G1
为校准系统各模块提供稳定的10 MHz及1PPS时间频率信号输出。可选UTC时间频率源,频率稳定度可优于5×10-14(1天),准确度可优于±10ns(与UTC(k)比对,95%)。
UTC时间频率源
B/S架构人机交互界面
高稳定度频率标准源
TLab-TFS-G1 时间频率传递接收机
2. 时频信号分配装置
a) 自研秒脉冲生成器TLab PPS Generator
由外部输入10 MHz频率信号生成高稳定、低抖动1PPS信号输出,支持外部1PPS信号输入相位同步,生成PPS信号输出噪声水平可优于50 ps。1U机架式及便携封装式可选。
1U机架式秒脉冲生成器
便携封装式秒脉冲生成器
b) 秒/频率信号分配放大器TLab-FDA-PDA-1
针对外部输入10 MHz频率信号及1PPS信号分配放大,用于时间频率信号分配。频率分配放大附加频率稳定度可优于4×10-16(100 s),附加相位噪声可优于-160 dBc/Hz(10 kHz);秒分配放大传输时延一致性可优于0.2 ns,抖动可优于4 ps,附加时间稳定度可优于1×10-11(100 s)。
秒/频率信号分配放大器
3. 北斗/GPS多频点GNSS信号模拟器(购置)
多星座GNSS信号模拟器,可支持全频点标准场景仿真。
4. GNSS全电波屏蔽暗箱
自主设计,可屏蔽射频信号传输路径中杂波干扰,底部配备一维转台,用于整体绝对校准及GNSS接收天线时延测量。
GNSS全电波屏蔽暗箱部署案例
5. 精密测量仪器组
用于GNSS信号模拟系统时延标定、被校时频传递装置到端功率标定及天线线缆时延测量等。其中时间间隔计数器可选自研TLab TIC型,可实现时间间隔精密测量,支持4个输入通道及外部参考频率信号输入。1U机架式及便携封装式可选。配套上位机软件可实现通道数据实时监测与记录,支持csv格式数据导出。
1U机架式时间间隔计数器
便携封装式时间间隔计数器
时间间隔计数器配套上位机操作软件
6. 绝对校准系统数据综合处理软件
支持绝对校准设备状态与原始数据实时采集、跟踪和监测,以及校准数据后处理和解算,可即时生成校准数据报告。用于辅助执行规范化校准步骤,保证校准系统运行状态可控、可查。
二、绝对校准性能:
分步绝对校准方法合成标准不确定度可优于0.9 ns,整体绝对校准方法合成标准不确定度可优于0.7 ns。
应用示范——北京交通大学本部实验室绝对校准系统
具备GPS L1 C/A、北斗B1I、B3I、B1C、B2a等多GNSS频点绝对校准能力,已有校准结果应用在:
- 国家重点研发计划课题《精准时频网络链路校准技术》:精确校准自研TLab-TFS-G1链路6条,并通过交叉验证,不确定度最优0.8 ns;
- 精确校准中国计量科学研究院GS01、GS10链路,不确定度最优小于0.7 ns。
- 北京卫星导航中心校准验证,与其先验校准值吻合在0.87 ns。