基于参考端时标信号诊断和多数据融合的NIMDO系统改进

• 作 者: 陈庆医
• 出 处: 北京交通大学
• 发表日期: 2019年01期
• 关键词: NIMDO稳定性 信号故障诊断 联邦卡尔曼估计 多接收机融合

时间频率精准溯源是实现国内时间频率统一的关键基础性问题,高精度时间频率源NIMDO(NIM Disciplined Oscillator)的普遍应用填补了国内外其他计量单位无法生成本地标准时间频率的空白。根据NIMDO在多地试点运行情况,从NIMDO与UTC(NIM)(中国计量科学研究院保持的并溯源至世界协调时UTC的国家时间计量基准)比对数据中反映出目前NIMDO生成的数据信号存在着异常问题,降低了NIMDO运行的稳定性,影响NIMDO产生的本地时间频率标准信号的可靠性。本篇论文总结目前NIMDO运行数据中的异常情况,提出了相关优化方法,然后总结国内外时间频率领域的相关技术研究,分别从参考端时标信号、驯服使用的参考数据两个方面,进行了NIMDO系统的优化设计。本篇论文主要完成的研究内容如下:(1)分析总结国内外时标信号(或原子钟信号)故障诊断相关研究方法和技术,设计了基于3sigma和动态Allan偏差算法的数据实时故障诊断算法,通过对故障数据的相对频率偏差、标准差、Allan偏差等多项参数的分析,实现了对时标信号的多种故障类型的识别,并设计了时标信号故障诊断软件,作为时标信号故障信息的一项输出工具,最后通过测试实验和历史数据仿真实验对算法和软件进行了可行性的分析测试;(2)分析总结国内外观测数据融合的相关技术和方法,设计了基于联邦卡尔曼的数据融合算法,设计并实现了对NIMDO参考端进行多接收机的数据融合方案,从NIMDO参考数据的角度提高了NIMDO驯服的稳定性,最后通过实验测试,验证了方案的可行性,从参考数据的角度提升了NIMDO驯服的容错性和稳定性。本篇论文综合国内外相关研究以及国内外相关理论和方法,在实验室已有实验设备的基础上,设计了设备连接方案,搭建了实验平台,实施了部分实际测试实验和历史数据仿真实验,验证了本篇论文所提出的理论和方法的可行性,证明了能够通过本篇论文所提出的方法有效的解决NIMDO目前运行中所存在的异常现象,提高了NIMDO守时系统的稳定性。图63幅,表13个,参考文献38篇。