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测绘科学2024年第11期:附加钟特性的原子钟预测不确定度分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:赵军华;张玉军;刘安斐;展昕;陈亮;

单位:石家庄铁道大学;中国电子科技集团公司第五十四研究所;北京卫星导航中心;中国船舶重工集团公司第七二二研究所;

摘要:针对调频白噪声、调频随机游走噪声和观测噪声等3种噪声对预测原子钟不确定度的影响问题进行深入分析,选取6种典型原子钟的噪声,对各类原子钟进行比对分析:(1)给出了原子钟噪声与Allan方差之间的关系;(2)对影响预测不确定的3项参数公式的影响进行归类分析;(3)给出了一种根据原子钟噪声参数确定预测不确定最优观测时间的方法。相关研究结果表明:MHM2010氢钟、MHM2010和铯钟2 000 h噪声分别优于4、12和25 ns。星载氢钟、SOHM-4氢钟和星载铷钟都达到了223、350和350 ns。调频白噪声、观测噪声预测不确定度影响随时间由大变小,调频随机游走噪声对预测不确定度影响随时间由小变大。其中MHM2010氢钟、MHM2010和铯钟由于调频随机游走噪声强度较低,在4 000 d观测时间内预测不确定度呈现一个“小对勾”趋势。星载氢钟、SOHM-4氢钟和星载铷钟在4 000 h内呈现一个“大对勾”走势,这是由于调频随机游走噪声较大,在较短的观测时间以后就严重淹没了调频白噪声和观测噪声对预测不确定度的影响。通过对原子钟特性的研究,可以作为相关原子钟预报、建模和评估的依据。

关键词:原子钟;;预测;;不确定度;;频率白噪声;;调频随机游走噪声