专利名称：铷原子频率标准校准装置的制作方法
技术领域：
铷原子频率标准校准装置技术领域[0001]本实用新型属于导航与授时技术领域，涉及一种铷原子频率标准校准装置。
技术背景[0002]为了精密导航和测量的需要，GPS建立了专用的时间系统，实现了远程无线电 导航和精密授时。我国近年也建成了北斗卫星定位通信系统，采用双星有源定位体制， 由两颗工作卫星和一颗备份卫星组成，在只观测一颗卫星的情况下即可提供精确的授时 服务。[0003]铷原子钟作为频率标准，必须溯源到国家或国际频率基准。但长期以来，铷原 子钟仍是用搬运比对的办法溯源，且每年一次的送检不能对铷原子钟进行实时监测，给 铷原子钟的状态确认和核查带来不便。发明内容[0004]本实用新型的目的是提供一种结构简单、可靠性高的铷原子频率标准校准装 置，该装置不仅可以确认铷原子钟状态，还可以实现铷原子钟状态的长期监测。[0005]为实现上述目的，本实用新型提供的铷原子频率标准校准装置包括GPS天线、 GPS授时模块、北斗天线、北斗授时模块、微处理芯片CPU、计数器和铷原子钟校准模 块。[0006]GPS天线用于接收GPS卫星信号，并将接收到的卫星信号传送给GPS授时模 块；GPS授时模块在微处理芯片CPU的控制下产生IPPS秒脉冲信号；[0007]北斗天线用于接收北斗卫星信号，并将接收到的卫星信号传送给北斗授时模 块；北斗授时模块在微处理芯片CPU的控制下产生IPPS秒脉冲信号；[0008]微处理芯片CPU分别与GPS授时模块和北斗授时模块连接，用于设置GPS授时 模块和北斗授时模块的工作参数，并从GPS授时模块和北斗授时模块任选一路秒脉冲信 号输出到计数器；[0009]计数器将来自GPS授时模块或北斗授时模块的秒脉冲信号与铷原子钟输出的秒 脉冲信号进行时差比较，比较结果输入铷原子钟校准模块；[0010]铷原子钟校准模块根据计数器输入的时差计算铷原子钟的准确度、漂移率，当 准确度、漂移率均超出铷原子钟检定规程要求的性能指标时，调整铷原子钟的时钟频率 与检定规程要求的性能指标一致。[0011]本实用新型通过将GPS授时模块或北斗授时模块的秒脉冲信号与铷原子钟输出 的秒脉冲信号进行时差比较，并利用时差计算铷原子钟的准确度、漂移率，当准确度、 漂移率均超出铷原子钟检定规程要求的性能指标时，调整铷原子钟的时钟频率，从而实 现了对铷原子频率标准的校准。本实用新型能够同时输出北斗授时系统和GPS授时系统 两路秒脉冲信号，当其中一路失效时不会影响整套装置的运行，可靠性高。
[0012]图1为本实用新型的系统框图。
具体实施方式
[0013]
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。[0014]本实用新型的系统框图如图1所示，包括GPS天线、GPS授时模块、北斗天 线、北斗授时模块、微处理芯片CPU、计数器和铷原子钟校准模块。[0015]GPS天线，用来接收GPS卫星信号，并将接收到的卫星信号传送给GPS授时模 块。GPS授时模块在微处理芯片CPU的控制下产生IPPS秒脉冲信号。[0016]北斗天线，用来接收北斗卫星信号，并将接收到的卫星信号传送给北斗授时模 块。北斗授时模块在微处理芯片CPU的控制下产生IPPS秒脉冲信号。[0017]GPS授时模块和北斗授时模块可直接从市场上购买，本实施例中GPS授时模块 采用摩托罗拉公司生产的M12授时芯片，北斗授时模块采用北京联亚天星网络信息技术 有限公司生产的wybd-oem芯片。[0018]微处理芯片CPU，分别与GPS授时模块和北斗授时模块通讯，设置GPS授时模块和北斗授时模块的工作参数，如本地经纬度信息、UTC时间等，以保证GPS授时模块 和北斗授时模块正常工作，并从GPS授时模块和北斗授时模块任选一路秒脉冲信号输出 到计数器。为提高秒脉冲信号的输出精度，可首先通过频谱仪等设备测量天线到授时模 块的线缆延时，然后通过微处理芯片CPU调整GPS授时模块和北斗授时模块的线缆延时 参数，从而提高秒脉冲信号的输出精度。[0019]计数器将来自GPS授时模块或北斗授时模块的秒脉冲信号与铷原子钟输出的秒 脉冲信号进行时差比较，比较结果输入铷原子钟校准模块。[0020]铷原子钟校准模块根据计数器输入的时差计算铷原子钟的准确度、漂移率，当 准确度、漂移率均超出铷原子钟检定规程要求的性能指标时，调整铷原子钟的时钟频率 与检定规程要求的性能指标一致。[0021]本实用新型的工作流程为[0022]GPS天线和北斗天线分别接收各自卫星信号，CPU与GPS授时模块和北斗授时 模块进行通讯，设置北斗和GPS授时模块的工作参数，调整秒脉冲信号输出精度。北斗 授时模块和GPS授时模块分别输出秒脉冲，微处理芯片CPU选择其中一路秒脉冲信号与 被校准的铷原子钟自身输出的秒脉冲信号输入计数器进行时差比较，时差结果输入铷原 子钟校准模块计算出铷原子钟的准确度、漂移率，当准确度、漂移率均超出铷原子钟检 定规程要求的性能指标时，调整铷原子钟的时钟频率与检定规程要求的性能指标一致。
权利要求1. 一种铷原子频率标准校准装置，其特征在于该装置包括GPS天线、GPS授时模 块、北斗天线、北斗授时模块、微处理芯片CPU、计数器和铷原子钟校准模块；所述GPS天线用于接收GPS卫星信号，并将接收到的卫星信号传送给GPS授时模 块；所述GPS授时模块在微处理芯片CPU的控制下产生IPPS秒脉冲信号；所述北斗天线用于接收北斗卫星信号，并将接收到的卫星信号传送给北斗授时模 块；所述北斗授时模块在微处理芯片CPU的控制下产生IPPS秒脉冲信号；所述微处理芯片CPU分别与GPS授时模块和北斗授时模块连接，用于设置GPS授时 模块和北斗授时模块的工作参数，并从GPS授时模块和北斗授时模块任选一路秒脉冲信 号输出到计数器；所述计数器将来自GPS授时模块或北斗授时模块的秒脉冲信号与铷原子钟输出的秒 脉冲信号进行时差比较，比较结果输入铷原子钟校准模块；所述铷原子钟校准模块根据计数器比较结果调整铷原子钟的时钟频率。
专利摘要本实用新型属于导航与授时技术领域，公开了一种铷原子频率标准校准装置，由GPS天线、GPS授时模块、北斗天线、北斗授时模块、CPU、计数器和铷原子钟校准模块组成，GPS天线和北斗天线分别接收各自卫星信号，CPU与北斗和GPS授时模块进行通讯，设置北斗和GPS授时模块的工作参数，北斗和GPS授时模块分别输出秒脉冲，CPU选择其中一路与被校准的铷原子钟输出的秒脉冲一起输入计数器进行时差比较，铷原子钟校准模块根据时差结果计算铷原子钟的准确度、漂移率，并根据计算结果微调铷原子钟的时钟频率。本实用新型结构简单、可靠性高，不仅可以确认铷原子钟状态，还可以实现铷原子钟状态的长期监测。
文档编号G04F5/14GK201812151SQ20102050366
公开日2011年4月27日 申请日期2010年8月19日 优先权日2010年8月19日
发明者叶玲玲, 席震东, 徐一新, 柏永斌, 沈小青, 石明华, 陆新刚 申请人:中国人民解放军63680部队