一种舰载时统系统原位计量校准装置的制作方法

本发明涉及舰载时统，具体涉及一种舰载时统系统原位计量校准装置。

背景技术：

1、舰载时统系统作为全军时频体系的组成部分，为舰艇平台内各作战单元提供统一的时间标准，由于核心器件频标的固有老化漂移特性，需要对时统系统进行定期的计量校准。舰载时统系统中，时间精确有效的前提是频率的准确可靠，频率源是时统系统的重要指标。舰载时统系统的核心部件是频率源，由于物理机理决定，频率源存在长期的老化漂移，在连续工作情况下，频率源输出指标会超差，所以频率源必须进行定期的校准计量，修正由漂移引起的频率偏差。

2、目前频率源传统的校准方法是在同一实验室内，被校源与参考源直接进行比对，此方法可得到较小的测量结果不确定度，不能校准频率源的所有计量特性。但在对于舰载和车载的时统设备，需要长期不间断运行，不能实现拆卸后送检，且检验周期较长，需要测试设备较多。所以对于时统系统中的频率源迫切具备进行原位校准的方法和手段。此外，在影响舰载时统系统的使用性能的因素中：时间同步、信号处理、授时输出等重要环节均没有测量标准，缺少对非故障类的指标超差造成的时间同步无法满足要求的检测解决手段。

技术实现思路

1、技术目的：针对上述技术问题，本发明提出了一种舰载时统系统原位计量校准装置，其以北斗驯服高精度低老化原子钟为基准频标比对测量采用全数字化测量原理，内置标准源，具有b码测试功能、时差测试功能、秒脉冲宽度测试功能、频率稳定度测试功能等，能够保证舰载或车载的时统系统的精准可靠的时间频率体系。

2、技术方案：为实现上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种舰载时统系统原位计量校准装置，包括：

4、程控开关模块，设有多个通道，用于接收多路外部输入的被测信号；

5、北斗及晶振驯服模块，采用北斗超稳低相噪晶振驯服铷原子钟的方式，接收北斗系统远程传输的北斗秒脉冲信号，生成铷钟信号；

6、频标比对测量模块，采用全数字算法，将所述多路被测信号与北斗及晶振驯服模块生成的铷钟信号做比对，获得比对测量结果；

7、b码同频精度测试模块，用于接收b码并进行解码、同步精度和脉冲延迟时间测试；

8、脉宽及时延测试模块，用于接收北斗秒脉冲信号，测量时间间隔；

9、平台处理器，接收频标比对测量模块的比对结果，以及b码同频精度测试模块、脉宽及时延测试模块发送的参考信息。

10、作为优选，所述北斗及晶振驯服模块包括北斗接收机、kalman滤波器、鉴相器、数字环路滤波器、a/d采样器、中央处理模块、高精度抗震铷钟、晶振、锁相环模块、频率综合器、隔离分配放大器、分频器和时间隔离模块；

11、所述北斗接收机用于接收北斗系统远程传输的北斗秒脉冲信号，北斗接收机的输出端连接kalman滤波器；

12、所述高精度抗震铷钟用于产生铷钟震荡信号，晶振用于产生时钟信号，锁相环模块用于接收铷钟震荡信号和时钟信号，锁相环模块、频率综合器、隔离分配放大器和分频器顺序连接，分频器用于输出两路铷钟分频秒脉冲信号，一路铷钟分频秒脉冲信号经隔离分配放大器后输入中央处理模块，另一路铷钟分频秒脉冲信号输入鉴相器；

13、所述鉴相器用于同时接收滤波后的北斗秒脉冲信号和一路铷钟分频秒脉冲信号并进行鉴相处理，鉴相器的输出端依次连接数字环路滤波器和a/d采样器，用于对输出信号进行频率调节和相位误差控制，得到测量信号并输入中央处理模块；

14、所述中央处理模块用于根据测量信号和铷钟分频秒脉冲信号，计算纠偏值并输入频率综合器；

15、所述隔离分配放大器设有多个铷钟信号的输出端。

16、作为优选，所述频标比对测量模块多通道双混频时差测量模块，包括四路测试通道、信号生成模块、参考信号通道和相位差测量模块，信号生成模块用于生成输入各路测试通道的第一信号、输入参考信号通道的第二信号、输入相位差测量模块的第三信号；

17、其中，参考信号通道和各路测试通道均包括顺序连接的隔离模块、混频器、混频滤波模块、带通滤波模块、拍频放大模块和过零检测模块，用于对接收的信号依次经隔离、混频、滤波、放大和过零检测处理后输入相位差测量模块。

18、作为优选，所述信号生成模块包括控制电路、频率选择模块、晶振模块、倍频模块和隔离放大模块，晶振模块设有连接频率选择模块的输出端，产生的时钟信号由频率选择模块处理后，得到第一信号或第二信号，分别经隔离放大模块输入参考信号通道或测试通道；晶振模块还设有连接倍频模块的输出端，产生的时钟信号由倍频模块处理后，得到第三信号。

19、作为优选，所述平台处理器设有显示器、键盘和鼠标，平台处理器连接局域网。

20、有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

21、本发明装置可以在不拆卸舰载时统系统的情况下，方便、有效的对时统系统频率源进行测试校准，并对系统多项重要输出进行计量测试，以解决频率源测试校准不便的难题，并及时发现时统各输出非故障类指标超差，保障时统系统的可靠稳定运行。

技术特征：

1.一种舰载时统系统原位计量校准装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种舰载时统系统原位计量校准装置，其特征在于：所述北斗及晶振驯服模块包括北斗接收机、kalman滤波器、鉴相器、数字环路滤波器、a/d采样器、中央处理模块、高精度抗震铷钟、晶振、锁相环模块、频率综合器、隔离分配放大器、分频器和时间隔离模块；

3.根据权利要求1所述的一种舰载时统系统原位计量校准装置，其特征在于：所述频标比对测量模块多通道双混频时差测量模块，包括四路测试通道、信号生成模块、参考信号通道和相位差测量模块，信号生成模块用于生成输入各路测试通道的第一信号、输入参考信号通道的第二信号、输入相位差测量模块的第三信号；

4.根据权利要求3所述的一种舰载时统系统原位计量校准装置，其特征在于：所述信号生成模块包括控制电路、频率选择模块、晶振模块、倍频模块和隔离放大模块，晶振模块设有连接频率选择模块的输出端，产生的时钟信号由频率选择模块处理后，得到第一信号或第二信号，分别经隔离放大模块输入参考信号通道或测试通道；晶振模块还设有连接倍频模块的输出端，产生的时钟信号由倍频模块处理后，得到第三信号。

5.根据权利要求1所述的一种舰载时统系统原位计量校准装置，其特征在于：所述平台处理器设有显示器、键盘和鼠标，平台处理器连接局域网。

技术总结本发明属于时间频率计量校准技术领域，公开了一种舰载时统系统原位计量校准装置，包括程控开关模块、北斗及晶振驯服模块、频标比对测量模块、B码同频精度测试模块、脉宽和时延测试模块和平台处理器等。本发明装置功能齐全、性能稳定，操作和携带方便，能够实现北斗接收机1pps信号对铷钟信号的驯服锁定，完成相对频率偏差、频率稳定度、开机特性、复现性和日频率漂移等参数的自动计量测量，用作海军舰载或者海军靶场时统系统的计量保障设备。技术研发人员：任喜,才滢,刘冬冬,付永杰,闫道广,李健一,史永彬,周明磊受保护的技术使用者：中国人民解放军92493部队计量测试研究所技术研发日：技术公布日：2024/2/25