精密时间的产生与测量
课程编码：180092080402P2002H
英文名称：Generation and Measurement of Precision Time
课时：60
学分：3.00
课程属性：专业核心课
主讲教师：李孝辉等
教学目的要求
本课程全面介绍精密时间的产生、传递和应用涉及到的技术和方法。现代无线电导航系统，依托精密时间测量实现定位和授时，课程从时间和导航的关系入手，使学生全面理解时间对导航的重要作用，理解现代授时系统的工作原理。以授时为核心，扩展到产生标准时间的守时系统和用户定时应用的时间统一系统，形成完整的学科链。
通过本课程的学习，使学生系统学习并掌握精密时间产生与测量的基础知识，了解卫星导航系统和其他授时系统中的时间同步原理与方法，熟悉定时接收机设计与实现技术，掌握现代精密守时技术、高精度时间传递技术、时间测量技术和时间统一技术，能针对现代各种电子系统的实际需求，设计出合理先进的时间统一系统。
预修课程
模拟电子技术，数字电子技术，信号与系统
大纲内容
第一章 时间是现代计量的基础 3学时 李孝辉
第1节 计量促进社会的发展
第2节 用时间定义其他物理量
第3节 误差与不确定度
第二章 时间成就天文导航和无线电导航 3学时 李孝辉
第1节 天文导航离不开星星月亮
第2节 别开蹊径的钟表法导航
第3节 无线电导航更加简单
第三章 卫星导航既使用时间又传递时间 3学时 李孝辉
第1节 授时功能的实现原理
第2节 实现授时的主要参数
第3节 卫星导航的时间传递
第四章 卫星导航各部分有不同的时间 3学时 李孝辉
第1节 卫星导航的系统时间
第2节 卫星导航的卫星时间
第3节 卫星导航的用户时间
第五章 通过时间测量将原子钟虚拟到卫星 3学时 李孝辉
第1节 把星载原子钟换成晶振
第2节 上行时延模型改正实现定位
第3节 星钟和轨道分离的矢量差分方法
第六章 利用通信振荡器实现多普勒测速信源 3学时 李孝辉
第1节 利用通信卫星提供测速信源的难点
第2节 下行频率随动预偏实现测速
第3节 双载波频差实现测速信源
第七章 从原子钟到原子时 3学时 袁海波
第1节 从日晷到原子钟
第2节 原子钟噪声特性
第3节 原子钟性能分析方法
第八章 经典原子时算法分析 3学时 袁海波
第1节 原子时算原法理
第2节 国际原子时的ALGOS算法
第3节 国际上不同原子时算法比较
第九章 典型标准对间产生方法 3学时 袁海波
第1节 标准时间产生系统基本配置
第2节 美俄的国家标准时间产生系统
第3节 我国的国家标准时间产生系统
第十章 基于卫星导航系统的共视时间传递技术 3学时 袁海波
第1节 GNSS共视时间传递框架
第2节 GNSS共视时间传递误差分析
第3节 GNSS共视时间传递的发展
第十一章 基于卫星导航系统的载波相位时间传递技术 3学时 袁海波
第1节 GNSS裁波相位（PPP）测量原理
第2节 GNSS PPP关键技术分析
第3节 GNSS PPP时间传递技术
第十二章 卫星双向时间传递技术及国际时间研究热点 3学时 袁海波
第1节 卫星双向时间传递技术
第2节 光纤与激光等时间传递技术
第3节 国际时间研究热点
第十三章 精密时间频率测量基础 3学时 刘娅
第1节 时间频率测量的基本概念
第2节 时频测量技术的发展
第3节 时频数据分析工具介绍
第十四章 频率测量技术 3学时 刘娅
第1节 直接测频法
第2节 提高测频分辨率的方法
第3节 现代频率测量方法
第十五章 频率测量仪器工程实现 3学时 刘娅
第1节 主流仪器工作原理及特点
第2节 频率测量仪器需求分析和关键技术
第3节 频率测量仪器设计及测试
第十六章 时间统一系统基础 3学时 刘娅
第1节 时间统一系统的应用
第2节 时间统一系统的系统组成
第3节 时间统一系统的关键技术
第十七章 时间统一系统的设计要求 3学时 刘娅
第1节 时间系统需求分析
第2节 时间统一系统的性能参数
第3节 时间统一系统的测试方法
第十八章 时间统一系统的工程实现 3学时 刘娅
第1节 时间统一系统设计
第2节 时间统一系统的主要设备
第3节 时间统一系统实例分析
第十九章 课程综合复习 3学时 袁海波
第1节 授时技术回顾
第2节 守时技术回顾
第3节 主要习题讲解
第二十章 考试 3学时 刘娅
第1节 考试
参考书
1、
时间频率信号的精密测量
李孝辉等
2010年1月
课程教师信息
李孝辉，研究员，博士生导师。中科院国家授时中心副主任，国家北斗重大专项专家组成员，国家时间基准技术专家组成员，中国天文学会时间频率专业委员会副主任。长期致力于时间频率测量和卫星导航系统方面的研究工作，主持科技部863项目、国家自然科学基金重点项目、国家某重大专项项目多项。出版科普书《时间的故事》、《导航1号档案》、《图解时间》、《北京时间》，出版学术专著《卫星导航时间基础》、《时间频率信号的精密测量》。
刘娅，女，研究员，博士生导师。主要研究精密时频测量和传递技术，研制的标准时间远程传递系统已经实现产业化应用。主持国家卫星导航重大专项关键技术攻关项目、国家自然科学基金项目等20余项。《导航定位与授时》编委，《时间频率学报》学科编辑，中国科学院青年创新促进会会员，陕西省科普专家宣讲团首席科普专家，中国专业标准化技术委员会委员，导航年会时间频率与精密授时分会主席。获得陕西省青年科技新星、陕西省教科文卫体系统五一巾帼标兵等奖励。
袁海波，男，研究员，博士生导师。主要研究高精度守时技术，中国天文学会和国际天文联合会会员。国际上首次提出了单站法、多站法和时间比对链路法GNSS时差监测技术，其中单站法被联合国外空司GNSS委员会推荐全球各GNSS使用，为我国北斗卫星导航系统技术进步与应用做出了重要贡献。军用时间频率专家组秘书，《时间频率学报》学科编辑，北斗国际合作时间工作组责任专家。先后承担和参与各类项目20余项，发表学术论70余篇。获陕西省科学技术三等奖、军队科技进步二等奖、陕西省科学院科技进步一等奖、中国卫星导航定位协会卫星导航定位科技进步二等奖等。