基于Kalman滤波的原子时算法研究

• 作者: 孙同川 王振岭 孙建设 刘铁强
• 来源期刊: 计算机测量与控制
• 学科: 工学
• 关键词: 守时系统 时间尺度算法 Kalman滤波 预测值 频率跳变检测
• 年，卷（期）: 2023,（3）
• 所属期刊栏目: 设计与应用
• 页码范围: 294-299
• 页数: 6页
• 语种: 中文
• DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2023.03.043

摘要

守时系统的目标在于建立和保持一个稳定可靠的时间尺度，时间尺度算法正是基于此目标计算出一个频率稳定度、准确度、可靠性更高的时间尺度，时间尺度的算法本质就是综合守时系统内的原子钟，通过各原子钟与主钟的N-1组观测钟差对N台原子钟的权重和预测值进行估计；传统的加权平均算法会忽略发挥主要影响的噪声过程，更注重权重的合理分配来提高综合原子时的稳定度，缺少对噪声的关注，针对守时系统实时性的需求，对原子钟噪声模型进行了研究，在频率预测过程中研究了Kalman滤波和频率跳变检测的应用，并与传统加权平均算法进行了对比，仿真实验表明改进的算法提升了综合原子时的中长期稳定度，其中100天稳达到了5×10-14数量级，既保留了AT1时间尺度连续、实时的良好特性，又避免了Kalman算法发散性的问题，经实际测试可应用于小型守时实验室的守时系统构建。