JJF 1206-2008 频率标准与数字时钟的远程校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范

JJF1206-2008

频率标准与数字时钟的远程校准规范

CalibrationSpecirtcationrortheRemoteCalibrationfor

FrequencyStandardandDigitalClock

2008-04-23蓝布

2∞8-07-23实施

国家质量监督检验检疫总局在布

JJt'1206-2008

频率标准与数字时钟的

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远程校准规范

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本规范经国家质量监督检验检疫且局于2008年4月23日批准，井自

2008年7月23日起施行.

归口单位:全国时间频率计量技术委员会

起草单位.中国计量科学研究院

本规范由归口单位负责解释

JJF1206-2008

本规范主要起草人

商小陶{中国计量科学研究院〉

#加起草人

宁大愚(中国计量科学研究院〉

王伟波(中国计量科学研究院)

JJF1206-2008

目录

彼准佼】佼佼准标佼环被计数领拥量术适引语1用范圈

<11

Zi

字事项方目且条件时标性定献

9877777666555432其件钟准E义

时捕戴频准准项准横条字率将

22212121

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证书直铁蜡和隔姐钟的彼准的舷校准他方被备目法准和准法

准啊时标草核2F主和颐守且据敛且敛据理时处处理

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JJF'1206-200Ø

频率标准与数字时钟的远程校准规范

1植回

本规范适用于陈子频标、5j1!晶体频标的细事偏楚《睛里但准1i111l)且日漂移率和

精密舷字时钟的时间偏盟且速率的远程核准.

2引用文献

JJF1001-1998通用计量术协且定且

JJF1059-1999测量不确定度评定与表示

国际时间捆率I!f询暨员会(CCTF)关于GPsm时接收机软件标准的技术指南

(Techn;calDirccIÎvc5forSlandardÎZ8IÎonofGPSTimcRecciverSohwarc.1994)

使用本规范时.应注鑫使用上述引用文献的现行有效匾本-

3*耀a.m义

3.)频摩偏盖(frequencyoffset>

频率实际值与Iï<称值Z~.一般用相对值褒示，即偏差与标称值主比.

3.2频.准确II(frcqucncyaccurllcy)

频率偏整的JI!大班回.表明，到事实际值靠近标称值的程度，定量褒示时不平静E、血号.

3.3酬率摞移({requencydrih>

颜栋的输出颜E但由圄运行时间单方向的理慢噩化一天内的置化量称为日醺移事.

用相对值表示.单位为l/d.

3.•时间偏差(I;mcOff5CI)

一台时钟的埠曼史与基准时钟的读世之量.单位为阳，μ辄就m..

3.5时钟直率(dockralc)

时间偏差在一天内的变化量.单位为ns/dρ川军Ems/d.

J.6GPS(globalpo5itioningsy别，m)

羡固国防部建立的全球卫星导航E值系统.

3.7GPS共槐法(GPS∞mmon-vicw)

相眨钗远的两地的时钟，同时测量与GPS某癫导航卫旦的时间差.事后交钱数撞击

得出同地时钟的自数登s通过多次测量得出两台钟的相对速率《践相对颜差)•

4蟹锺

频际利1时钟的传烧位准方法是在同一实验室内被饺'眼与参考源直接进行比对.此

方法可彻到较小的测量结果的不确定厦，并能伎准颜棕榈时钟的所有什量'争性.

巫络应用领域，如陆地导航台.通讯捕、电情局等所用的频棕榈时钟都是连续地运

行，不能搬到有关部门进行直撞彼准s此外，有些大型的氢陈子频标搬运较困难.对于

JJF1206-2008

这些缀标和时钟可进行边程极推.

校P佳方法是H导航卫星直播的时间信号作为媒介，被佼准源与参考源同时翻量各

自与陈介的时间盖，幕后副参考源所在单位〈称役准:们进行量据处理，绘出被破准

源汁量特性的佼准结果，并保证核准的溯激性.目前比较普通可用的方法是GPS共视

法.

5计量将性

5.I频率标准

I

5.1.1频率准确度5XIO-O5XIO-u

IOIJ

5.1.2频率日漂移星辑:士(lXIO-_IXI0-)/d

5.2数字时钟

5.2.I时间恤羞I"TI'ζ1m，

5.2.2草率土(50μs/d-50ns/d)

6位准条件

6.I环绕条件

6.1.1环绕温匪(20-25)'C士2-C.相对湿度~80%

6.1.2电源咆压220(1士10日)V电源捆事(50士2)Hz

6.1.3元影响接收机E常工作的电磁子扰、饥械振动.

6.2标准且其他世备

6.2.1定时型GPS缕收机.

6.2.1.1t集收机内装有CCTF推荐的相应软件.

6.2.1.2天线坐标要准确.采用WC5-84坐标系.X、Y.Z的误草均应不大于10cm.

天线且传输电理延坦的测量不确定匮应不大于1ns,

6.2.2参考频标

频率准确匮且日理移率忧于披役准频标的一个量级-

6.2.3参考时钟

时间偏量且时钟速率优于被校准时钟的一个量级-

7後准项目和彼准亢法

7.I核准方法

仪缝连篷'日回1所示.

被佼准源和参考概都要输出秒脉冲和相应的频率给各自的GPSlE时接收饥.

罔台接收机均配有相同的卫且自动跟踪和测量软件.每16min作为一个跟踪初剧

量时间段.

结收饥自动测量本地秒脉冲与GPS时间〈以CPST表示〉的砂脉冲的时量.每

,

16min给出一个测量结果，彼俊雄方通过互联网把原始放据传给彼准方.

如呆双方使用的都是单迢迢续收帆，即每16min只有一个时差值

2

JJt'1206-1008

6同QPS

定时售收机

定时兽枝"

秒脉冲

标准额.

标"量，.，.11秒'陈冲

豆

虱

Z是:

..

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.，臣...

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字

躁'世亨时..

核准方

.1但准."

(B地》

'^'也》

计寡机

周:远寝位准迹'庭困

TAGi=C,-GPST

A1

T.万~C自GPST

1

，C-一披饺廉方(A地}钟的泼墨宝，

式中

Ai

C.一-咀准方惜地〉钟的读敛s

GPST产一钱收饥纷出的GPS钟的il;数z

，-一差值序号.

如果使用的是多逼迫撞收饥.则原始数据是每16min内有多个时盟值.记为γ陶

和T~均

在A地，j=l,2.NA•

在B地•j=l.2,NKo

N，和N.是在同一个16min内.!鑫收饥各自跟踪的卫且个J!<.此时，核准方在进

行戴帽处理时.先算池N，个和IN肌个时莹的平均值.不同的跟踪时间段N，和N.可

能均不间，用N.和N自褒示，校下式计算

•

(])

T陆=tzh

••

(2)

T旧=tZT毗

然后阶算A.B两地频标〈或时钟〉的时差值

T，副~=TAGi-T11(""(3)

这晶远徨校准的基本数据.不同的佼准项目罪用不同的计算方法.

7.2饺准项目

7.2.1频率标准的位准且'由据处理

7.2.1.1频血事偏噩

时间点时整法

设被佼礁'眼与参考顿的平均频率偏量分别为2

A<r)-(...

Y年【r)=ι=←」旦

'M

3

JJF120←-，恤'

川。-旧

机('1')=L旦且←」旦

'"

J，(θ和f~<r)分别为r内的平均值，取fllÞ=f~o=fo为两源的捆率标称值，则有

'A(rl-f~(rl

y.(r)-y.(r)=ιι47且二二=y..(r)

"

jJd军y..(rl+y.(r)(<)

y..('1')的汁算

按口)式计算的时差是每16min-个?自飞=16min.

如jr.内平均颜事差为z

y._{r.)=土(T，椒，令。一T.阳}

白专'.

在一天内共有(M+I)个T，可得到1IM个y..(r.)，其平均值为2

AB

二.•

儿叩=古EMr.〉=占Zf[TM忡!)-TAIIo']

=时7[TM「TAU』]

=i[TA阳脚

II-TA~I]

=y..{r)(5)

，~Mr=ld(M=90l.2d(M=180)

飞'可取或妖.校(4)式计算被役准频

E

标的频率偏差.

(rl

的不确崽度

y.z

u'[y.(rl]=ul[y..(r)]+u2[几〈叶](6)

u

A笑不确定匪，用

(y..(r)]只有(

叶的标准偏量表旺.

y..

囱于(r):IèM个的平均由，故可用

y...y..(r.>

y...(r.)的标准偏爱计算­

y..<r.>的标准偏量为

,,[y..(r=rr

,)]ρy叶讪》汀]

)卢川川〉卜川川-寸ω..(ω叫(7)

川〈印…飞沪川，儿

，

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ι

-

则

y...(r叶〉的标樵偏韭为

i

[

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σ=给门飞}」

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(8)

取

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J

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(9)

如果参考源技术

指标满且的要可似出

6

坦

y.(r}'"

y..(rl

"[ya〈叶]=u[y抱(r)]

般.相对频率偏盖到叶都用衔f1表示，~p

y(r)=u.bX10-'

和

ab

.1

均取一位'要徽，、敛点后的第二位数1ft四舍五入法修的.

斗，

例如测1ll值为y(rl=3.266X

10

=3.3X10-'

则取抖。

4

JJF1206-2008

者测得值为y(r)=3.246XIO-。

'

~II取y(r)=3.2XIO-',

0.05X10-.

可与前边的不确直匮合戚，作为合成不确

修的后的标准不确定匪为一一r-一一，

定庄-

M直线拟合法

M个T，也随时间的11'化可用图2表示.

凡.

•

•

•

.二与pi·

~

h

"也

困2

直线拟合

过平均点作一拟合直线.平均点的坐据为(f.T'A8).

其中f=ιEZI，取t.-=1.2,M.单位为r.=16min.

lVJ;叫'

T附=占2TAW

直线似合法就是利用拟合直线的斜率计算平均频率偏蛊.

斜到解

L;(TAIIi-f)(1.-f)

四

A

(10)

"施=I-tM

L;(t;-nf

直线方程为

T(t)=T+kCt-r)(11)

尬

A8AA8

将"脑值的分子和份号都用同一时间单位表示•kA~值就查成无量捆的值，用h表

示，则y...(r)=k

h州的不确定匮後下式计算

L;[AT川tò)JZ

l

时一

(12)

一有

L;仙一n'

5

JJF1206-2008

llT...øCt;)为时间残差.後下式计算

llT...y(t,)=T...tIi-[T...ø+ι川岛-[)J(13)

同样，将u(k...且〉的分子和分母都用同一时间单位表示，则u(ιu也查成x量纲的

值，用时的褒示，则Y.(叶的不确定E即为

u[Yu<r)]=u(的

YA，(r)舷值的取法且u[y..(r)]的级后估算同时.

7.2.1.2频率准确匮

辈辈J1G1004-2005氨原子频事标准俭定规程给出，若Y(r)=a.bX10-'.

则准确度为

A写〈椒'要!a.bl+OXIO-'(14)

如果需要给出佼准结果的不确定匮可後以下方式给æ

频标的输出频率值f.

扩展不确定If:U=A(k=2)

f.为骸枝准频标的标称频率值.

7.2.1.3频率日摞移率

连续测量N天.可得N个Y"，，<r)值.着参考源的日源移$满足6.2.2要求，员l可

认为y..(叶的日漂移率即为被枝准源的日漂移率.利用是-1、二乘法计算

2;[y..(，)-儿ω](t，-n

jhu=LZL二有(5)

2;μ，叩

式中'.ω=古taLω

,•

r~古2:1;

1;=1,2.(N-I).N.单位为d.

ι园的不确定匮为1

-tEZ[AY他〈甘〈川]'

u(阳)~气=仨['工」丁Z(]6)

,fN-2/~(t，-nr

对于西英晶体频标N二日，对于原子频标N注15.

lly..(r)(t;)为频率残盖拔下式计算.

残量

lly..(r)(t,)=y...<r)-[歹恤(r)+句也(t，-n](17)

同样，日漂移率lJi照7.2.1.1的方法处理.

被校推频标的绝对摞移率为

虹=k...K+ky

6

JJF1206-2068

苦创4土ι.如l取ι句是"

10'-'"，..~-..--"鹏

不确定直为

Ut(kA)=ul(kA~)+u'(kø)

叫k).，坦U(kAB)

A

7.2.2数字时钟的破准且数据处理

7.2.2.1时钟速率

通过校准纷出某一特定时刻的时间偏差和彼准期间曲时钟速率.

共测量三天.锻7.1中的(3)式求出两地钟的时量，每飞=16min一个值，共有

M个

校图2所示的线性拟合法周口的式计算拟合直线的斜率.并把ιøfflRAB(r，)代

鲁牵.

囱此算出的R，.K(r，】是《飞〉时间内的时差茸化置，若R"B(飞)~主.员IJR，.~(rl=

-r.

90Xa90Xa

-一-.-.-r=90X16min=1d,

90rr-

若参考钟的性酶指标满足6.2.3的要求，则R，他<，)近似为被枝准时钟的绝对速率­

R，.B(r)的单位自T，凶(r，)的单位决定.若T^~(r-，)的单位为阳，μs或m"贝IJRAH(r)的

单位相应为ns/d./Js/d革ms/d，

R，画<r，)的不确定庄核武(2)计算.

RAH(r-)的不确定直应为

u[RM{T>]=EEu[RMb.>]

90

90690b

如"[RMb.〉]=-，则u[R,.8(r-)]=一一=一-

90r,r-

7.2.2.2时间偏差

给出lõ=1时割的时间偏重.

用Ji!小二果法算求出时量的方程为

TAB(tõ)=T+RAS(r-，)X(t;-f)(8)

A阁

这是似合直线的方程式.其中1,=0.1.2.•M，单位为r-，=16min

t=tQ=O时，A‘B两台钟的时盖为

TAß(O)='TAØ+RAØ(r-,)X(O-T)(19)

是后要将'.候，尊成UTC的某一时酬，核准蜡果中要给出此时刻的时间偏垂直其不

确定度.

孩照"共视法标准"的规定，晨踪时刻表中每天开始的时刻为町，将续时向为

16min，前2min用T捕捉卫且，不进行测量，接着的13min为正式的测量时段，经过

特定的计算后，只绘出该时段中点时割的时差值，贝IJ:TA~{t!)将是UTC某日【T，+

2min+6.5min)时割的值.T^n(O)对店的时剖为[(T.+2min+6.5min)-16min],

同样参考钟的性瞌指标满足6.2.3的要求，