商品簡介
《衛星授時原理與應用》闡述了時鐘馴服系統的模型、頻率差測量、秒抖動處理,以及基于FPGA的實現方法。本書還系統闡述了授時接收機的技術,包括衛星導航信號處理、時延計算與補償、接收機終端設計等內容。本書是我們近5年來科研項目的積累,覆蓋了衛星導航系統、接收機技術、授時與定時、時鐘馴服、時間接口與應用等各方面的內容,既有理論的深度,也可供相關領域技術人員參考。
目前,市面上尚未看到一本專門闡述衛星授時的書籍,本書將彌補這一不足。
《衛星授時原理與應用》共分10章,第1章緒論;第2章衛星導航系統時間頻率體系;第3章衛星授時原理;第4章衛星導航信號處理;第5章時延計算與補償;第6章接收機終端設計;第7章衛星馴服時鐘系統;第8章時問同步接口;第9章衛星授時應用。本書特點是系統性強,內容全面,緊密聯系工程實際,實用性強。
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目次
書摘/試閱
氫原子鐘的頻率穩定度比銫鐘、銣鐘要好,頻率準確度較銫鐘差。氫原子鐘由于工作機理的限制,體積和質量較大,價格也高。氫原子鐘維護成本低,目前通常用于國家一級站和科技研發部門。
3.銣原子鐘
銣原子鐘的基本工作原理與銫鐘相似,都是利用能級躍遷的諧振頻率作為基準。與銫鐘和氫鐘相比,銣原子鐘由于物理部分的原子選態和諧振都是在吸收泡內進行,因此結構緊湊,體積較小,質量輕,耗電較少。銣原子鐘的頻率準確度受到多方面因素的干擾,因此其輸出頻率一般不適合作為頻率計量的標準。
銣原子鐘有較好的短期頻率穩定度,在時間常數小于1000s時優于銫鐘,老化率優于晶體振蕩器,預熱時間較短,價格比銫鐘、氫鐘低。因此,銣原子鐘可直接應用于各種裝置設備。目前部分移動通信基站、電力系統變電站采用銣原子鐘作為基準源,可見其應用領域十分廣泛。
4.噴泉型原子鐘
噴泉型原子鐘屬于冷原子型頻率標準。影響傳統原子鐘準確度提高的最主要因素是原子的高速運動導致的多項頻移效應,因此降低原子速度是提高原子鐘性能的關鍵方法。利用激光冷卻技術制備速度極低的冷原子實現“原子噴泉”(把慢速的原子束垂直上拋,然后讓它們在重力場中自由下落,就可以形成像噴泉一樣的形狀),從而可以得到全新高精度的冷原子鐘。目前銫原子噴泉頻率標準實現的準確度可達到10—15量級。
5.CPT原子鐘
CPT(Coherent Population Trapping)原子鐘是利用原子的相干布局囚禁原理而實現的一種新型原子鐘,采用“相干布局囚禁”出現的兩種現象——電磁感應透明(暗線)和相干微波輻射,可以用作參考譜線,形成被動型和主動型兩種原子鐘技術。被動型CPT原子鐘,由于它不需微波腔及其相關部件,體積可做得很小,成為芯片型原子鐘,因此是目前從原理上唯一可實現微型化的原子鐘,其體積、功耗比目前體積、功耗最小的銣原子鐘相比還要小得多,最小的CPT原子鐘可為手表尺寸,并用紐扣電池供電。并且隨著芯片級CPT鐘的發展,CPT原子鐘在遠程通信系統定時、大范圍通信網絡同步等方面具有很好的應用前景。
6.光原子鐘
銣、銫、氫原子躍遷頻率均為微波頻段。由于光的頻率更高,如果能利用光作為頻率計量標準,其準確度與精度都將獲得進一步的提高。光頻率標準實現需要頻率穩定和準確的激光器,還需要實用的頻率變換裝置。隨著基于鎖模飛秒脈沖激光的光學頻率梳的發現,使光鐘的實現成為可能。
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