[发明专利]一种基于残差修正的高精度时频信号动态驾驭方法

权利要求书

1.一种基于残差修正的高精度时频信号动态驾驭方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1，将原子钟输出1PPS脉冲信号输入至时间间隔计数器中，将10MHz正弦信号输入相位微调器中，与国家标准时间UTC(k)进行时间比对，测量得到时频信号建立的时间尺度和溯源参考时间的时差数据；

步骤2，对步骤1的时差数据进行预处理，判断并识别时差数据的完好性、粗差剔除和数据异常，并剔除粗差，修正时差数据；

步骤3，将预处理后的时差数据作为有效的时差数据，当时差数据大于设定阈值时，调整信号相位或者频率，使该信号与参考信号的差值小于设定范围，并在下一时刻继续判断时差数据，若时差数据仍然大于设定阈值，则继续调整信号相位或者频率；当时差数据小于等于设定阈值时，进入下一步；

步骤4，当测量时间小于设定的测控周期时，累积时差数据；当测量时间等于设定的测控周期时，根据时间频率信号的规律，建立时差数据随着时间变化的时差模型；时差模型表达式为其中y(t)为时差数据，a₀为初始相位，a₁为频偏，a₂为老化率，t₀为测量的起始时刻，t为测量时刻，x_r(t)为随机误差；对参数a₀、a₁和a₂进行实时估计，估计值记为和

步骤5，利用步骤4得到的参数，建立时差模型，并预测下一个测控周期的时差数据令测控周期为h,预报值根据模型参数计算调整量α表示频率调整因子，β表示相位调整因子；

步骤6，利用步骤4得到的参数，建立时差模型，并预测未来1个测控周期内的所有的时差数据。预报值计算公式为其中t₁＝1,2…h。采集未来1个测控周期内时差测量的实际值，与步骤5得到的预报值按时标相减，获得时差数据的残差j为第j个残差，j＝1,2…m，m为残差的总个数；计算当前测控周期残差平均值的偏移量

步骤7，将步骤6得到的偏移量修正至得到新的令k为测控周期数，则有和分别表示第k个和k+1个测控周期时差模型的一次项系数和修正一次项系数，完成残差修正；

步骤8，经过步骤7确定修正后时差模型的系数建立新的时差模型；预报下一个测控周期h时刻的时差数据，判断该时差数据与频率偏差的乘积，当调整量为反之，判断的大小。若在±1ns以内，调整量为若调整量为

步骤9，当溯源参考可用时，重复步骤4至步骤8，计算得到调整量off_adj，判断off_adj与频率稳定度ADEV_t的关系，当off_adj＞ADEV_t，则off_adj＝ADEV_t，反之，off_adj＝off_adj；当溯源参考不可用时，利用24小时的历史溯源数据，按照步骤4和步骤5拟合模型参数并预报下一个测控周期的时差值若预报值增大，则off_adj＝-ADEV_t，在此基础上，重新预报，循环类推，直到时差预报值减小；若预报值减小，当off_adj＝off_adj；当直至溯源参考恢复正常。

2.根据权利要求1所述的基于残差修正的高精度时频信号动态驾驭方法，其特征在于：所述的步骤2中，时差数据的预处理通过采集数据的时标，结合测量周期，判断时差数据是否连续，如果时差数据不连续，则通过前两个时差数据求取平均值的方法内插数据，保证时差数据的连续性；使用3Sigma法则对时差数据进行粗差检验，当出现粗差时，剔除并内插数据；当时差数据跳变时，使用跳变前时差数据的平均值对跳变数据进行修正补偿。

3.根据权利要求1所述的基于残差修正的高精度时频信号动态驾驭方法，其特征在于：所述的步骤3中，设定阈值选择为几十纳秒。