一种基于门限自回归模型的参考时间尺度产生方法与流程

技术特征：

1.一种基于门限自回归模型的参考时间尺度产生方法，其特征在于包括下述步骤：

步骤1，对于N台原子钟构成的钟组，采集主钟输出UTC(k)和第i个原子钟输出Clock(i)，计算原子钟相位差数据UTC(k)-Clock(i)；将钟差数据进行预处理，检测和剔除原子钟的异常数据；

步骤2，对每一计算区间各原子钟的输出数据进行线性拟合，得到原子钟的速率数据，对速率数据进行TAR建模，预测出当前各原子钟的速率

预测方法为对钟速y(i,Ik)预测采用两个门限域，首先根据各原子钟相对于TA的历史钟速数据进行TAR建模，假设某台原子钟的模型为TAR(2；k1,k2)，延迟量为d，门限值为r，其中2代表门限域的个数，k1、k2分别为两个门限域中AR模型的阶数，具体的建模过程有

上式中，k1、k2为所划分的两个门限域中自回归模型的阶数，为两个门限域中自回归模型的系数，对于氢原子钟还需考虑其频率漂移z，假设氢钟的频率漂移在一个月内保持不变，采用上月原子钟相对于参考时间尺度TA的频率数据进行最小二乘线性拟合，求得氢钟的频率漂移z；

所述的TAR模型的建模过程，具体方法为：

步骤1)：将历史速率数据ratei(t)进行从小到大的有序排序得到ratei′(t)；

步骤2)：给定参数D和K，D和K都是正整数，K表示分段线性AR模型阶数kj的最大可能值，D表示延迟数d的最大可能值；

步骤3)：令延迟参数取初值d＝1，采用模型TAR(2；k1,k2)，因此仅有一个tq1作为一个门限r1的候选值，则有R1∈(-∞,tq1]和R2∈(tq1,+∞]，若取tq1＝rate′i(q1)，那么，q1表示ratei′(t)的总资料数的百分比，首先取q1＝0.3N，利用门限值tq1将速率数据ratei(t)划分为R1和R2两个门限域；

步骤4)：取n0＝max(d,K)，若速率数据ratei(t)中,有ratei(t)0-d+1，ratei(t)0-d+4，ratei(t)0-d+5，…，的一些样本值小于或等于tq1,而另一些样本值则大于tq1，那么就构成下述的两个线性方程：

用矩阵可以表示为

式中，Z1和Z2分别表示序列ratei(t)属于门限域R1和R2的序列向量，θ1和θ2分别是待估计的两个线性AR模型系数向量，A1和A2分别是两个线性系统的系数矩阵，求解这两个方程组，用最小二乘法可估计两个模型的自回归系数θ1和θ2；

步骤5)：根据最小AIC估计值选择两个分段线性AR模型阶k1和k2的最佳识别估计和即有

上式中N1和N2分别是向量Z1和Z2的维数，RSS1(k1)和RSS2(k2)分别是两个线性系统的剩余量平方和，所以，两个门限域内AR模型阶和的确定，以及相应的自回归系数和的估计可以同时获得；

步骤6)：对于某个固定的tq1，有

再取tq1＝0.4N，0.5N，……0.7N，可以求得一系列的AIC(tq1)，由

可确定门限值r1的估计值选出取延迟参数为d＝1时的TAR(2；k1,k2)模型；

步骤7)：取延迟参数d＝2,3,……D，根据公式

即可建立门限自回归模型TAR(2；k1,k2)的最佳模型；

步骤3，对于氢钟的趋势所做的预测对于铯钟的趋势所做的预测其中，xi(t0)为t0时刻的时间尺度与第i个原子钟的钟差；则第j个原子钟与本次计算得到的时间尺度TA′的相位差为其中，ωi(t)为第i个原子钟的权重，Xij(t)为第i个原子钟和第j个原子钟的相位差；

步骤4，根据UTC(k)-Clock(i)得到TA′-Clock(i)，对TA′-Clock(i)进行线性拟合得到各原子钟的速率y(i,Ik)；

步骤5，计算y(i,Ik)与的绝对偏差计算各原子钟的权重Mi代表采用的计算区间的个数；

步骤6，以y(i,Ik)代替重复步骤3，再次计算时间尺度，得到UTC(k)-TA″，TA″代表此次计算得到的时间尺度；

步骤7，再次根据UTC(k)-Clock(i)得到TA″-Clock(i)，对TA″-Clock(i)进行线性拟合得到各原子钟的速率y′(i,Ik)；

步骤8，判断y′(i,Ik)与y(i,Ik)是否相等，如果相等则利用相位差UTC(k)-TA″校准主钟；如果不相等，则重复计算步骤5至步骤8，直到连续两次计算得到的原子钟速率相等时，利用相位差UTC(k)-TA″校准主钟。

2.根据权利要求1所述的基于门限自回归模型的参考时间尺度产生方法，其特征在于：所述的步骤2中，采用上一个计算区间的权重作为本计算区间第一次计算的权重，对于第一个计算区间的第一次计算，每台原子钟的权重相等。