赵书红 董绍武*③④ 白杉杉 高 喆

①(中国科学院国家授时中心 西安710600)

②(中国科学院时间频率基准重点实验室 西安 710600)

③(中国科学院大学 北京100049)

④(中国科学院大学天文与空间科学学院 北京100049)

1 引言

时间是一个国家科技、经济、军事和社会生活中至关重要的参量，其应用范围从基础研究(相对论验证、基础物理常数测量等)，渗透到工程技术应用领域(导航定位、深空探测等)。特别在现代高科技领域和国防建设中，如全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)、现代军事通信系统、航空航天系统等，高精度、稳定可靠的时间更是其未来技术迅速发展的核心要素。

目前国际标准时间是协调世界时(Coordinated Universal Time,UTC)，由国际权度局(International Bureau of Weights and Measures,BIPM)以Circular T公报形式发布。但UTC是“纸面时间”，滞后40～45 d，不满足用户对高精度时间信号的实时性要求，因此各守时实验室需要独立产生和保持一个稳定的标准时间系统UTC(k)，即UTC在本地的物理实现[1]。目前，全球多数时间实验室利用一定数量的原子钟(氢钟、铯钟等)联合计算得到地方原子时尺度TA(k)，即“纸面时间”。以TA(k)作为驾驭参考，采用最小二乘估计方法预测待驾驭原子钟的频率，使其尽可能接近或符合纸面时间尺度的频率，依据该值对原子钟进行频率驾驭，最终实现实时物理信号UTC(k)的输出[2]。

实时物理信号UTC(k)产生的过程中，往往会有各种各样的随机因素存在，比如观测噪声、设备噪声以及外部干扰等，同时这些随机因素也是随时间而变化的，但最小二乘估计方法没有很好消除噪声影响，且易受异常数据和异常信号的影响，因此现有的频率驾驭算法还有改进的空间。……