目錄
前言
縮略語
第1章 緒論 1
1.1 時間概述 2
1.1.1 時間的基本概念 2
1.1.2 天球的相關概念 3
1.1.3 時鐘的主要技術指標 5
1.2 世界時相關概念 7
1.2.1 世界時的背景及歷史 7
1.2.2 主要的世界時測量方法 8
1.2.3 世界時在航天領域的應用 10
1.3 世界時測量技術發(fā)展概況 11
1.3.1 傳統(tǒng)世界時測量的局限性 11
1.3.2 目前世界時測量的關鍵技術 12
1.3.3 國外世界時測量技術的發(fā)展現(xiàn)狀 16
1.3.4 我國世界時測量技術的發(fā)展現(xiàn)狀 16
第2章 時間系統(tǒng) 19
2.1 恒星時 20
2.2 太陽時和世界時 21
2.2.1 太陽時 21
2.2.2 世界時 22
2.3 歷書時 23
2.4 原子時 24
2.4.1 原子時的定義 24
2.4.2 國際原子時 24
2.4.3 協(xié)調(diào)世界時 25
2.4.4 衛(wèi)星導航系統(tǒng)時間 26
2.5 脈沖星時 27
2.6 相對論框架下的時間系統(tǒng) 28
2.6.1 相對論框架下幾種時間系統(tǒng)的定義 28
2.6.2 不同時間系統(tǒng)間的轉(zhuǎn)換關系 30
第3章 地球的空間姿態(tài)與世界時參數(shù)的作用 33
3.1 地球空間姿態(tài) 34
3.1.1 地球空間姿態(tài)概述 34
3.1.2 歲差 35
3.1.3 章 動 37
3.1.4 極移 43
3.1.5 世界時 48
3.2 地球測量參考系及坐標轉(zhuǎn)換 50
3.2.1 天球坐標系 51
3.2.2 地球坐標系 53
3.2.3 國際地球參考系與地心天球參考系的坐標轉(zhuǎn)換 55
3.3 地球的空間姿態(tài)參數(shù)及世界時對航天器定軌等的影響 57
3.3.1 地球的世界時參數(shù)對航天器定軌等的影響 57
3.3.2 不同軌道的航天器對世界時參數(shù)的測量精度需求 61
第4章 典型的世界時高精度測量技術 65
4.1 數(shù)字天頂望遠鏡技術 66
4.1.1 基本原理 66
4.1.2測量方法 67
4.1.3 技術應用 68
4.2 甚長基線干涉測量技術 70
4.2.1 基本原理 71
4.2.2 測量方法 72
4.2.3 關鍵技術 74
4.2.4 技術應用 78
4.3 激光測距技術 81
4.3.1 基本原理 81
4.3.2 測量方法 82
4.3.3 技術應用 85
4.4 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)技術 87
4.4.1 基本原理 87
4.4.2 測量方法 88
4.4.3 技術應用 91
4.5 大型激光陀螺儀技術 92
4.5.1 基本原理 92
4.5.2 測量方法 93
4.5.3 關鍵技術 95
4.5.4 技術應用 98
4.6 大型光纖干涉儀技術 105
4.6.1 基本原理 105
4.6.2 測量方法 108
4.6.3 技術應用 108
4.6.4用于世界時測量的大型光纖干涉儀的潛在優(yōu)勢 110
第5章 世界時測量用高精度光纖干涉儀原理與技術方案 111
5.1 Sagnac光纖干涉儀檢測原理與誤差 112
5.1.1 Sagnac光纖干涉儀的檢測原理 112
5.1.2 Sagnac光纖干涉儀的主要誤差 114
5.2 典型Sagnac光纖干涉儀的技術方案 125
5.2.1 干涉儀光路技術方案 125
5.2.2 干涉儀電路技術方案 128
5.2.3 干涉儀機械結構技術方案 129
5.3 世界時測量用高精度光纖干涉儀的技術方案 129
5.3.1 光纖干涉儀總體設計方案 129
5.3.2 光纖干涉儀光路設計 132
5.3.3 光纖干涉儀電路設計 136
5.3.4 光纖干涉儀機械結構設計 141
第6章 提高世界時測量用高精度光纖干涉儀精度的關鍵技術 151
6.1 概述 152
6.2 世界時測量用高精度光纖干涉儀的精度提升技術 153
6.2.1 光纖干涉儀的精度極限 153
6.2.2 高精度光纖干涉儀的噪聲抑制技術 158
6.2.3 大尺寸高對稱性的光纖環(huán)制備方法 175
6.3 髙精度光纖干涉儀的環(huán)境誤差抑制技術 183
6.3.1 光纖干涉儀溫度環(huán)境誤差抑制技術 183
6.3.2 光纖干涉儀磁場環(huán)境誤差抑制技術 184
6.3.3 光纖干涉儀力學環(huán)境誤差抑制技術 186
6.4 世界時測量用高精度光纖干涉儀的參數(shù)長期穩(wěn)定性提升技術 187
6.4.1 高精度光纖干涉儀的關鍵參數(shù)長期穩(wěn)定性提升技術 187
6.4.2 高精度光纖干涉儀的誤差對消技術 195
第7章 基于高精度光纖干涉儀的世界時測量精密環(huán)境構建技術 199
7.1 概述 200
7.2 地基環(huán)境構建關鍵技術 201
7.2.1 振動環(huán)境分析 201
7.2.2 常見的地基環(huán)境選址分析 203
7.2.3 高穩(wěn)定地基構建技術 205
7.2.4 高精度地基環(huán)境評價技術 208
7.3 溫度環(huán)境構建關鍵技術 211
7.3.1 自然溫度環(huán)境選擇分析 211
7.3.2 高穩(wěn)定溫度環(huán)境構建技術 212
7.3.3 風媒控溫環(huán)境構建技術 214
7.3.4 水媒控溫環(huán)境構建技術 216
7.4 電磁干擾隔離關鍵技術 220
7.4.1 電磁干擾與隔離 220
7.4.2 電源與獨立地線設計 221
第8章 基于高精度光纖干涉儀的世界時測量與數(shù)據(jù)處理方法 223
8.1 概述 224
8.2 原始測試數(shù)據(jù)處理與分析 225
8.2.1 測試數(shù)據(jù)預處理與檢驗 225
8.2.2 測試數(shù)據(jù)平滑與濾波 226
8.2.3 基于濾波技術的光纖干涉儀信號處理方法 227
8.2.4 基于Allan方差的測試數(shù)據(jù)分析方法 228
8.3 基于高精度光纖干涉儀的世界時輸出模型與誤差修正方法 233
8.3.1 基于光纖干涉儀的世界時輸出模型 233
8.3.2 用于世界時測量的高精度光纖干涉儀的標定方法 237
8.3.3 基于高精度光纖干涉儀的世界時測量誤差修正方法 238
8.4 基于高精度光纖干涉儀的世界時測量方法及具體實現(xiàn)案例 251
8.4.1 光纖干涉儀測量值與UT1的映射轉(zhuǎn)換關系 251
8.4.2 基于高精度光纖干涉儀的地球自轉(zhuǎn)鐘 252
8.4.3 基于高精度光纖干涉儀的地球自轉(zhuǎn)鐘校準方法 253
8.4.4 基于高精度光纖干涉儀的世界時測量試驗驗證 255
8.4.5 基于高精度光纖干涉儀的地球自轉(zhuǎn)鐘授時方法 259
第9章 高精度光纖干涉測量技術在其他領域的應用 261
9.1 概述 262
9.2 高精度光纖干涉測量技術在地外星體自轉(zhuǎn)參數(shù)測量方面的應用 263
9.2.1 星體自轉(zhuǎn)參數(shù)測量的意義 263
9.2.2 基于高精度光纖干涉儀的星體自轉(zhuǎn)參數(shù)測量關鍵技術 263
9.2.3 地外星體時測量技術展望 269
9.3 高精度光纖干涉測量技術在地球極移測量方面的應用 270
9.3.1 地球極移概述 270
9.3.2 地球極移測量的意義 274
9.3.3 基于高精度光纖干涉儀的極移測量方法 276
9.4 高精度光纖干涉測量技術在地震測量、土木工程等領域的應用 279
9.4.1 地震測量 279
9.4.2 土木工程結構振動監(jiān)測 282
參考文獻 284