光泵铯钟卡尔曼时间尺度算法

15天稳定度1.14×10⁻¹⁴

针对光泵小铯钟噪声特性建模闪烁频率调制，改善了时间尺度的中长期稳定度。

Song, Huijie · 董绍武 · Zhang, Yu · Wang, Xiang · Guo, Dong · An, Wei · Qi, Yi · 张首刚

Physica Scripta 2025

参数信息

频率稳定度

1.14 × 10⁻¹⁴

频率稳定度

5.50 × 10⁻¹⁵

技术优势

稳定度提升

相比可预测性加权算法，本算法得到的时间尺度频率稳定度更好。

考虑闪烁噪声

状态模型同时考虑白频率调制、闪烁频率调制和随机游走频率调制，并对闪烁频率调制建模估计，有效改善时间尺度稳定度。

适用光泵钟

针对光泵小铯钟与微波钟不同的工作原理和性能，开发出新的时间尺度算法以适应光泵钟。

闪烁噪声建模

通过马尔可夫过程的线性组合对闪烁频率调制进行建模，并分析了不同数量马尔可夫过程对时间尺度稳定度的影响。

应用场景

• 精密时间同步：利用光泵钟组生成高稳定度时间尺度，提升同步精度。
• 量子通信时间基准：为量子通信系统提供稳定可靠的时频基准。
• 航天器时间保持：在航天器上使用光泵钟组生成自主时间尺度，减少对地面依赖。
• 卫星导航授时：改善卫星导航系统时间基准的长期稳定度，提高授时精度。