时间·频率的校准

对于测量仪器而言，时间和频率的精准设置，是确保测量准确性的基本前提。频率指的是周期性信号在单位时间(1秒)内变化的次数；周期则是指出现相同信号的时间间隔。

现代测量技术对于时频的测量，可以采用“原子秒”和“原子时”定义的量子基准，所以时间和频率的测量精度远高于其他物理量的测量精度。利用时频测量精度高的特点，现代测量技术将其他物理量转变为频率进行测量，从而大大提高物理量的测量精度。比如一些数字测量仪器中的A/D转换器，会将电压变成与之成比例的时间间隔进行测量，并呈现出数字化的波形显示。

 因此

几乎所有电子测量仪器的日常工作及维护都离不开精准的时间和频率。否则，测量结果就很不准确，甚至造成整个项目的毁灭性失败。

那么，如何找到一个精准的时间和频率标准呢？

GPS驯服钟(GPSDO)可能是获得高精度频率参考的最简单方法。

频率可以通过电磁波进行传播，为时间频率的比对提供了可靠途径。

GPS系统使用卫星上的精确时钟向地球发送信号。地球上的接收器可以接收来自多颗卫星的信号，利用“三角测量”的数学工具来确定自身相对于卫星的位置。如果您知道自己相对于卫星的位置，并且知道卫星本身的位置(卫星在它们传输的信号中广播它们的位置)，您就可以找到您在地球上的位置。这涉及很多复杂的数学运算，但幸运的是GPS接收器的用户不必是数学天才，因为还有GPSDO。(真是好东西!!!）

现在，我们知道了自己在地球上的位置，就可以将卫星信号用作精确的时间参考。这就是GPSDO(GPS驯服钟)的作用。大多数GPSDO从执行自我勘测开始，先在一段时间内(可能20分钟到几个小时)确定它们自己的准确位置。一旦完成自我勘测，GPSDO将切换到定时模式，从那时起将提供与卫星本身的频率参考精确对齐的定时脉冲(和参考频率)。

所有最新的GPS接收器都可以同时接收和跟踪12颗卫星。 总共有24颗活跃的GPS卫星(在轨的可能还有一些额外的备用卫星)，在任何给定时间最多可以看到12颗，由于障碍物、多径或其他因素，通常会少于此数量。

普通用户要为自己的测量仪器进行上述时间和频率的比对是不可能的。为了给测量仪器提供全生命周期的维护和支持，横河测试测量在上海的校准实验室建立了基于GPSDO的时间·频率的远程校准系统(图1)，为精准的时间和频率测量保驾护航。同时，利用GPS共视技术，结合互联网手段，我们还可以进行校准数据的自动实时传递(图2)，实现了真正意义的远程校准！

(▲图1 来源：YSH实验室)

(▲图2 来源：www.researchgate.net，仅示意，不作为商业用途)

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