
JJF
中华人民共和国国家计量技术规范
JJF 1206—2018
时间与频率标准远程校准规范
Calibration Specification for Remote Calibration of Time and
Frequency Standards
2018-12-25 发布
2019-06-25实施
国家市场监督管理总局发布
JJF1206—2018
时间与频率标准远程校准规范 Calibration Specification for Remote Calibration 代替JJF1206—2008
JJF 1206—2018
of Time and Frequency Standards
归口单位:全国时间频率计量技术委员会
主要起草单位:中国计量科学研究院
参加起草单位:北京无线电计量测试研究所
北京交通大学
本规范委托全国时间频率计量技术委员会负责解释
JJF1206—2018
本规范主要起草人:
梁 坤(中国计量科学研究院)张爱敏(中国计量科学研究院)
参加起草人:
杨军(北京无线电计量测试研究所王 剑(北京交通大学)
JJF1206—2018
目
录
引言
(IⅡ) (1 ) (1) (1) (1) (1) (1) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (4) (7) (7) (8) (10) (11)
范围 2 引用文件.. 3
1
术语和计量单位· 3.1 时间稳定度 3. 2 GNSS 3.3 GNSS时间频率传递 3. 4 GNSS码基时间频率传递 3.5 GNSS载波相位时间频率传递.. 3.6 国际时间频率咨询委员会GNSS时间传递标准格式 3. 7 卫星双向时间频率传递. 3.8 光纤时间频率传递. 3.9 时间传递链路校准· 4 概述· 5
计量特性 5. 1 时间标准· 5.2频率标准 6校准条件
时间频率传递装置环境条件:
6.1 6.2测量标准及其他设备 7 校准项目和校准方法 7. 1 校准项目 7. 2 校准方法. 8校准结果表达· 9 复校时间间隔· 附录A 原始记录格式附录B校准证书(内页)格式附录C校准不确定度评定示例
..
I
JJF1206—2018
引言
本规范依据JJF1071一2010《国家计量校准规范编写规则》对JJF1206一2008进行修订。与JJF1206一2008相比,除编辑性修改外,主要技术内容变化如下:
扩展了对多个被校准时间与频率标准的校准方法(见7.1)。 根据JJG2007一2015《时间频率计量器具检定系统表》,在校准项目中去除了
“频率准确度”项,增加了“频率偏差”项相关内容(见7.1)。
在校准项目中增加了“频率稳定度”项相关内容(见7.1)。 一在校准项目中去除了“时钟速率”项相关内容(见7)。 一在校准项目中去除了“时间偏差与时钟速率的有效位数”的相关内容(见7)。 一在校准项目中增加了“时间稳定度”项相关内容(见3.1和7.1)。
-GPS共视法扩展为GNSS时间频率传递法(见3.3和7.2)。 明确并兼容基于更多可用的GNSS系统(美国的全球定位系统(GPS)系统、
中国的北斗系统(BDS)、俄罗斯的格洛纳斯系统(GLONASS)、欧洲的伽利略系统(Galileo))测量的GNSS时间频率传递方法(见3.2~3.6、4和7.2)。
明确并兼容基于不同测量信号(测距码和载波相位)的GNSS码基时间频率
传递方法和载波相位时间频率传递方法(见3.4、3.5和7.2)。
明确并兼容GNSS时间频率传递数据处理模式:GNSS共视和GNSS全视(见
3. 3 和7.2. 1. 1)。
本规范历次版本发布情况为:
JJF1206—2008。
II
JJF1206—2018
时间与频率标准远程校准规范
1范围
本规范适用于:时间标准的时间偏差及时间稳定度的远程校准;频率标准的频率偏差、频率稳定度及频率日漂移率的远程校准。 2引用文件
本规范引用了以下文件: JJF1001一2011通用计量术语及定义 JJF1180一2007时间频率计量名词术语及定义 JJF1403一2013全球导航卫星系统(GNSS)接收机(时间测量型)校准规范 JJG2007一2015时间频率计量器具检定系统表 GB/T19391一2003全球定位系统(GPS)术语及定义国际时间频率咨询委员会(CCTF)关于GPS时间接收机软件标准化技术指南
(Technical Directives for Standardization of GPSTime Receiver Software,1994)
GPS和GLONASS时间传递标准化,1996(AcontributiontotheStandardization of GPS and GLONASS Time Transfers)
CGGTTS第2E版:GNSS时间传递扩展标准,2016(CGGTTS-Version2E:an extended standard for GNSS Time Transfer)
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文
件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。 3术语和计量单位
3.1时间稳定度timestability
在一定时间间隔内时间标准的时间随机变化程度,随采样(平均)时间的不同而不同,通常使用时间标准偏差(TDEV)表示,基于修正阿伦标准偏差计算得到。 3.2 GNSS Global Navigation Satellite System
全球导航卫星系统的统称,包括美国的全球定位系统(GlobalPositioningSystem, GPS)、俄罗斯的格洛纳斯系统(GLObalNAvigationSatelliteSystem,GLONASS)、 中国的北斗系统(BeiDouNavigationSatelliteSystem,BDS)及欧盟的伽利略系统 (EuropeanGlobalNavigation SatelliteSystem,Galileo)。 3.3GNSS时间频率传递 GNSS time and frequency transfer
利用GNSS进行的时间频率传递。传递双方配置GNSS时间频率传递装置(接收机),同时测量各自参考时间与GNSS系统时间(如GPST、GLONASST、BDT或 GST)之差,通过数据交互计算得到时间差/频率差。利用双方时间频率传递装置观测共同卫星测量量的方法为共视(Common-View,CV)法,利用双方GNSS时间频率传
1
JJF1206—2018
递装置观测所有卫星测量量的方法为全视(All-in-View,AV)法。 3.4GNSS码基时间频率传递GNSScode-basedtimeandfrequencytransfer
以伪随机码作为测量量的GNSS时间频率传递方法。测量时,根据GNSS实时广播星历或国际GNSS服务组织(IGS)等相关机构提供的精密星历:对GNSS时间频率传递装置测量的电离层及对流层延迟、卫星钟差、相对论相应误差等进行补偿。通过比对双方数据的实时交互可实现实时比对。 3.5GNSS载波相位时间频率传递GNSScarrierphasetimeandfrequencytransfer
以GNSS载波相位作为测量量的GNSS时间频率传递方法,其关键技术包括:载波相位整周模糊度解算、周跳探测与修复;GNSS信号在时间频率传递链路上传输时所产生误差的建模与补偿(通常包含了GNSS码基时间频率传递不需要考虑的类型,例如,固体潮、海潮、地球自转参数等);用户钟差等参数的估计等。 3.6国际时间频率咨询委员会GNSS时间传递标准格式CGGTTS,CCTFGroupor GNSS Time Transfer Standards
国际时间频率咨询委员会(ConsultativeCommitteeforTimeandFrequency CCTF)GNSS时间传递标准工作组制定的用于GNSS码基时间频率传递的标准数据格式,主要包含GNSS时间频率传递装置的单站测量数据(本地时间频率参考与GNSS 系统时间之差)、电离层补偿值及接收机内部延迟、天线电缆延迟和参考延迟等。最新版本V2E兼容GPS、GLONASS、BDS和Galileo四个系统的码基时间频率传递数据 3.7卫星双向时间频率传递TWSTFT,TwoWaySatelliteTimeandFrequencyTransfer
利用地球同步轨道卫星作为传输媒介进行的双向时间频率传递。
3.8光纤时间频率传递opticalfibertimeandfrequencytransfer
利用光纤作为传输媒介进行的时间频率传递。 3.9时间传递链路校准timetransferlinkcalibration
对时间信号在时间传递链路中的延迟进行测量并补偿的活动。
4概述
时间标准是指能够产生连续、稳定、准确的标准时间信号,供授时系统或用户使用的系统或装置。频率标准简称频标,指能独立工作,且能给出较高准确度的单一频率值的正弦信号的装置,包括原子频率标准、石英晶体频率标准以及GNSS控制的频率标准等。时间频率量值可以通过电磁波进行发播和传递的特性,实现对时间和频率标准进行远程校准,使时间与频率标准溯源至国家原子时标计量基准UTC(NIM)。远程时间频率传递方法主要包括GNSS时间频率传递、卫星双向时间频率传递和光纤时间频率传递。其中,GNSS时间频率传递为最常用的远程传递方法。本规范规定了GNSS时间频率远程校准方法,其他远程时间频率远程校准方法可类比实施。
5计量特性
5.1时间标准 5.1.1时间偏差:|与UTC(NIM)时间偏差<200ns。 2
JJF1206—2018
5.1.2时间稳定度:
(0.1~5)ns/1000 s; (0.1~5)ns/10 000 s; (0.05~1)ns/d。
5.2频率标准 5.2.1频率偏差(一天平均):±(1×10-12~5×10-15)。 5.2.2频率日漂移率:±(1×10-10~1×10-16)/d。 5.2.3频率稳定度:
(1×10-11~1×10-15)/1000 s; (1×10-12~5X10-16)/10 000 s; (1×10-13~5×10-16)/d。
6校准条件
6.1时间频率传递装置环境条件 6.1.1温度:在(23士5)℃内任选一点,温度变化不超过士2℃。 6.1.2相对湿度:≤80%。 6.1.3电源电压:220(1土5%)V;电源频率:50(1土2%)Hz。 6.1.4无影响仪器正常工作的电磁干扰和机械振动。
注:被校准设备和测量标准的环境条件要求见相关检定规程。
6.2测量标准及其他设备 6.2.1GNSS时间频率传递装置
具备输人5MHz/10MHz、1PPS信号和精确站址坐标等功能,若校准时间标准,
参考延迟、天线电缆延迟及内部延迟须校准,不确定度应优于20ns(k=2),可生成 CGGTTS(CCTFGrouponGNSSTimeTransferStandards,国际时间频率咨询委员会 GNSS时间传递标准格式)或Rinex(ReceiverIndependentExchangeFormat,与接收机无关的交换格式)格式数据。 6.2.2参考频率标准
输出5MHz/10MHz信号,频率偏差、频率漂移率应优于被校准频率标准一个量级,频率稳定度应优于被校准频率标准的1/3。 6.2.3参考时间标准
输出5MHz/10MHz、1PPS信号,时间偏差及时间稳定度应优于被校准时间标准的1/3。 7校准项目和校准方法 7.1校准项目
校准项目如表1所示。
3
JJF
中华人民共和国国家计量技术规范
JJF 1206—2018
时间与频率标准远程校准规范
Calibration Specification for Remote Calibration of Time and
Frequency Standards
2018-12-25 发布
2019-06-25实施
国家市场监督管理总局发布
JJF1206—2018
时间与频率标准远程校准规范 Calibration Specification for Remote Calibration 代替JJF1206—2008
JJF 1206—2018
of Time and Frequency Standards
归口单位:全国时间频率计量技术委员会
主要起草单位:中国计量科学研究院
参加起草单位:北京无线电计量测试研究所
北京交通大学
本规范委托全国时间频率计量技术委员会负责解释
JJF1206—2018
本规范主要起草人:
梁 坤(中国计量科学研究院)张爱敏(中国计量科学研究院)
参加起草人:
杨军(北京无线电计量测试研究所王 剑(北京交通大学)
JJF1206—2018
目
录
引言
(IⅡ) (1 ) (1) (1) (1) (1) (1) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (4) (7) (7) (8) (10) (11)
范围 2 引用文件.. 3
1
术语和计量单位· 3.1 时间稳定度 3. 2 GNSS 3.3 GNSS时间频率传递 3. 4 GNSS码基时间频率传递 3.5 GNSS载波相位时间频率传递.. 3.6 国际时间频率咨询委员会GNSS时间传递标准格式 3. 7 卫星双向时间频率传递. 3.8 光纤时间频率传递. 3.9 时间传递链路校准· 4 概述· 5
计量特性 5. 1 时间标准· 5.2频率标准 6校准条件
时间频率传递装置环境条件:
6.1 6.2测量标准及其他设备 7 校准项目和校准方法 7. 1 校准项目 7. 2 校准方法. 8校准结果表达· 9 复校时间间隔· 附录A 原始记录格式附录B校准证书(内页)格式附录C校准不确定度评定示例
..
I
JJF1206—2018
引言
本规范依据JJF1071一2010《国家计量校准规范编写规则》对JJF1206一2008进行修订。与JJF1206一2008相比,除编辑性修改外,主要技术内容变化如下:
扩展了对多个被校准时间与频率标准的校准方法(见7.1)。 根据JJG2007一2015《时间频率计量器具检定系统表》,在校准项目中去除了
“频率准确度”项,增加了“频率偏差”项相关内容(见7.1)。
在校准项目中增加了“频率稳定度”项相关内容(见7.1)。 一在校准项目中去除了“时钟速率”项相关内容(见7)。 一在校准项目中去除了“时间偏差与时钟速率的有效位数”的相关内容(见7)。 一在校准项目中增加了“时间稳定度”项相关内容(见3.1和7.1)。
-GPS共视法扩展为GNSS时间频率传递法(见3.3和7.2)。 明确并兼容基于更多可用的GNSS系统(美国的全球定位系统(GPS)系统、
中国的北斗系统(BDS)、俄罗斯的格洛纳斯系统(GLONASS)、欧洲的伽利略系统(Galileo))测量的GNSS时间频率传递方法(见3.2~3.6、4和7.2)。
明确并兼容基于不同测量信号(测距码和载波相位)的GNSS码基时间频率
传递方法和载波相位时间频率传递方法(见3.4、3.5和7.2)。
明确并兼容GNSS时间频率传递数据处理模式:GNSS共视和GNSS全视(见
3. 3 和7.2. 1. 1)。
本规范历次版本发布情况为:
JJF1206—2008。
II
JJF1206—2018
时间与频率标准远程校准规范
1范围
本规范适用于:时间标准的时间偏差及时间稳定度的远程校准;频率标准的频率偏差、频率稳定度及频率日漂移率的远程校准。 2引用文件
本规范引用了以下文件: JJF1001一2011通用计量术语及定义 JJF1180一2007时间频率计量名词术语及定义 JJF1403一2013全球导航卫星系统(GNSS)接收机(时间测量型)校准规范 JJG2007一2015时间频率计量器具检定系统表 GB/T19391一2003全球定位系统(GPS)术语及定义国际时间频率咨询委员会(CCTF)关于GPS时间接收机软件标准化技术指南
(Technical Directives for Standardization of GPSTime Receiver Software,1994)
GPS和GLONASS时间传递标准化,1996(AcontributiontotheStandardization of GPS and GLONASS Time Transfers)
CGGTTS第2E版:GNSS时间传递扩展标准,2016(CGGTTS-Version2E:an extended standard for GNSS Time Transfer)
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文
件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。 3术语和计量单位
3.1时间稳定度timestability
在一定时间间隔内时间标准的时间随机变化程度,随采样(平均)时间的不同而不同,通常使用时间标准偏差(TDEV)表示,基于修正阿伦标准偏差计算得到。 3.2 GNSS Global Navigation Satellite System
全球导航卫星系统的统称,包括美国的全球定位系统(GlobalPositioningSystem, GPS)、俄罗斯的格洛纳斯系统(GLObalNAvigationSatelliteSystem,GLONASS)、 中国的北斗系统(BeiDouNavigationSatelliteSystem,BDS)及欧盟的伽利略系统 (EuropeanGlobalNavigation SatelliteSystem,Galileo)。 3.3GNSS时间频率传递 GNSS time and frequency transfer
利用GNSS进行的时间频率传递。传递双方配置GNSS时间频率传递装置(接收机),同时测量各自参考时间与GNSS系统时间(如GPST、GLONASST、BDT或 GST)之差,通过数据交互计算得到时间差/频率差。利用双方时间频率传递装置观测共同卫星测量量的方法为共视(Common-View,CV)法,利用双方GNSS时间频率传
1
JJF1206—2018
递装置观测所有卫星测量量的方法为全视(All-in-View,AV)法。 3.4GNSS码基时间频率传递GNSScode-basedtimeandfrequencytransfer
以伪随机码作为测量量的GNSS时间频率传递方法。测量时,根据GNSS实时广播星历或国际GNSS服务组织(IGS)等相关机构提供的精密星历:对GNSS时间频率传递装置测量的电离层及对流层延迟、卫星钟差、相对论相应误差等进行补偿。通过比对双方数据的实时交互可实现实时比对。 3.5GNSS载波相位时间频率传递GNSScarrierphasetimeandfrequencytransfer
以GNSS载波相位作为测量量的GNSS时间频率传递方法,其关键技术包括:载波相位整周模糊度解算、周跳探测与修复;GNSS信号在时间频率传递链路上传输时所产生误差的建模与补偿(通常包含了GNSS码基时间频率传递不需要考虑的类型,例如,固体潮、海潮、地球自转参数等);用户钟差等参数的估计等。 3.6国际时间频率咨询委员会GNSS时间传递标准格式CGGTTS,CCTFGroupor GNSS Time Transfer Standards
国际时间频率咨询委员会(ConsultativeCommitteeforTimeandFrequency CCTF)GNSS时间传递标准工作组制定的用于GNSS码基时间频率传递的标准数据格式,主要包含GNSS时间频率传递装置的单站测量数据(本地时间频率参考与GNSS 系统时间之差)、电离层补偿值及接收机内部延迟、天线电缆延迟和参考延迟等。最新版本V2E兼容GPS、GLONASS、BDS和Galileo四个系统的码基时间频率传递数据 3.7卫星双向时间频率传递TWSTFT,TwoWaySatelliteTimeandFrequencyTransfer
利用地球同步轨道卫星作为传输媒介进行的双向时间频率传递。
3.8光纤时间频率传递opticalfibertimeandfrequencytransfer
利用光纤作为传输媒介进行的时间频率传递。 3.9时间传递链路校准timetransferlinkcalibration
对时间信号在时间传递链路中的延迟进行测量并补偿的活动。
4概述
时间标准是指能够产生连续、稳定、准确的标准时间信号,供授时系统或用户使用的系统或装置。频率标准简称频标,指能独立工作,且能给出较高准确度的单一频率值的正弦信号的装置,包括原子频率标准、石英晶体频率标准以及GNSS控制的频率标准等。时间频率量值可以通过电磁波进行发播和传递的特性,实现对时间和频率标准进行远程校准,使时间与频率标准溯源至国家原子时标计量基准UTC(NIM)。远程时间频率传递方法主要包括GNSS时间频率传递、卫星双向时间频率传递和光纤时间频率传递。其中,GNSS时间频率传递为最常用的远程传递方法。本规范规定了GNSS时间频率远程校准方法,其他远程时间频率远程校准方法可类比实施。
5计量特性
5.1时间标准 5.1.1时间偏差:|与UTC(NIM)时间偏差<200ns。 2
JJF1206—2018
5.1.2时间稳定度:
(0.1~5)ns/1000 s; (0.1~5)ns/10 000 s; (0.05~1)ns/d。
5.2频率标准 5.2.1频率偏差(一天平均):±(1×10-12~5×10-15)。 5.2.2频率日漂移率:±(1×10-10~1×10-16)/d。 5.2.3频率稳定度:
(1×10-11~1×10-15)/1000 s; (1×10-12~5X10-16)/10 000 s; (1×10-13~5×10-16)/d。
6校准条件
6.1时间频率传递装置环境条件 6.1.1温度:在(23士5)℃内任选一点,温度变化不超过士2℃。 6.1.2相对湿度:≤80%。 6.1.3电源电压:220(1土5%)V;电源频率:50(1土2%)Hz。 6.1.4无影响仪器正常工作的电磁干扰和机械振动。
注:被校准设备和测量标准的环境条件要求见相关检定规程。
6.2测量标准及其他设备 6.2.1GNSS时间频率传递装置
具备输人5MHz/10MHz、1PPS信号和精确站址坐标等功能,若校准时间标准,
参考延迟、天线电缆延迟及内部延迟须校准,不确定度应优于20ns(k=2),可生成 CGGTTS(CCTFGrouponGNSSTimeTransferStandards,国际时间频率咨询委员会 GNSS时间传递标准格式)或Rinex(ReceiverIndependentExchangeFormat,与接收机无关的交换格式)格式数据。 6.2.2参考频率标准
输出5MHz/10MHz信号,频率偏差、频率漂移率应优于被校准频率标准一个量级,频率稳定度应优于被校准频率标准的1/3。 6.2.3参考时间标准
输出5MHz/10MHz、1PPS信号,时间偏差及时间稳定度应优于被校准时间标准的1/3。 7校准项目和校准方法 7.1校准项目
校准项目如表1所示。
3