守时原子钟数据交互系统.pdf

2016 年 第 25 卷 第 9 期 计 算 机 系 统 应 用 守时原子钟数据交互系统① 王玉琢, 王伟波, 张爱敏 ( 中国计量科学研究院, 北京 100029) 摘 要: 异地原子钟数据的比对与同步是原子时标准确性和稳定性的基础保障. 介绍了 GPS 共视法计算异地原 子钟钟差数据的基本原理, 讨论了基于 FTP 文件传输协议实现异地原子钟数据交互方案的设计和实现. 关键词: 数据交互; FTP; GPS 共视法; 守时 Atomic Clocks’ Data Exchange System for Time Keeping WANG Yu-Zhuo, WANG Wei-Bo, ZHANG Ai-Min (National Institute of Metrology, Beijing 100029, China) Abstract: The comparisons and synchronizations of remote atomic clocks’ data are vitally significant for accuracy and stability of atomic time scale. This paper introduces GPS common-view method for calculating the time difference between remote atomic clocks. The design and implementation of remote atomic clocks’ data exchange system by file transfer protocol is detailedly discussed. Key words: data exchange; FTP; GPS common-view method; time keeping 1 引言 与实现方案. 原子钟的诞生标志人类对时间的测量技术达到了 前所未有的高度. 1967 年国际计量大会重新定义了秒 2 分析与设计 长为位于海平面上的铯原子钟内铯原子(Cs 133)基态 原子时标有三个重要特性: 准确性、稳定性、连 的两个超精细能级在零磁场中跃迁辐射震荡 续性[5]. 这些特性决定了参与原子时计算的原子钟也 9192631770 个周期所持续的时间, 至此人类进入了原 要尽量保持相应的性能. 除原子钟自身性能外, 异地 子时时代[1]. 现今, 精准时间计量已经成为国民经济 钟差数据的及时交互是维持原子时标性能的基础条件. 的基础, 它在电力、通信、导航以及自动控制等诸多 目前, 国际原子时合作快速UTC(UTCr)采用每天报数, 领域扮演者重要角色, 在国防建设中更是不可或缺. 即地方原子钟数据(NIM)每天交互汇总一次, 指定时 世界标准时间(又称协调世界时 UTC) 由分布在全球70 间段内传送到国际计量局(BIPM)原子钟数据接收端. 多个实验室近 500 台原子钟经过加权平均产生[2,3], 而 为了节约成本、减少干预, 及时、高效地参与国际原 [4] GPS 共视法正是世界原子时合作的主要手段之一 . 子时合作, 本系统采用全自动 24 小时连续运行, 自动 为了最小化实验室条件、自然灾害等对地方时标以及 定时进行异地钟差数据计算和数据交互工作. 此外, 国际时标的影响, 异地钟组联合守时是最佳方案.