國家時間與頻率標準實驗室

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首頁》時頻技術應用研發/ 振盪器能力試驗比對系統
振盪器受溫度、老化及其他環境因素影響,其準確度及穩定度常受不同程度影響,因此分隔兩地的振盪器除非特別設置很難確保其間的追溯性。本系統提供一個實驗室間的頻率校正法,其做法是透過GPS(Global Positioning System)共同觀測法找出兩振盪器間的頻率偏離,然後利用所估計的頻率偏離去調整振盪器,使其頻率得以追溯至另一端。這種做法最大的好處是一個廉價的振盪器可以透過本系統追溯至高品質的振盪器,也就是說一個廉價的振盪器透過本系統可以使其具備高品值振盪器的性能。GPS是美國在1990初期配合國防需要而建立的衛星導航系統,目前共有25顆衛星配置在 離地表20183公里的六個軌道面。在天線接收良好的狀況下,保證在任何時間任何地點至少都可以看到一顆。使用GPS共同觀察法地面距離可以很長(最大可達約2000公里)。GPS共同觀察法的優點之一是來自於衛星信號的誤差對於分隔兩地的振盪器而言是相同的,因此,任何來自於衛星信號的誤差都可以透過比較而抵消。假設A、B兩地透過GPS共同觀察法進行頻率校正 ,其基本原理可以描述如下:在同一個時間表下,A、B兩地分別使用GPS接收機依序觀察時間表所定的衛星,然後兩地各自比較GPS時鐘與其本地的振盪器時鐘,在此情況下,A地可得時間差Clock A - GPS satellite clock,B地可得時間差Clock B - GPS satellite clock,因為兩地的GPS時鐘是相同的,因此,由A地時間差減去B地時間差可得Clock A - Clock B,所剩者僅為兩地時鐘之差。由此可知,若兩地之時間差可以調整到幾近相同,則兩個振盪器就可以產生幾乎相同的頻率。因此,B地不需使用昂貴的高品質振盪器就可以擁有高品質振盪器之性能。這就是GPS共同觀測法在能力試驗比對系統上的應用。

能力試驗比對系統架構圖


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計畫主持人:汪世昌