JJF 2103-2024 原子時(shí)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求

中華人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范JJF2103—2024原子時(shí)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求MetrologyRequirementsforAtomicTimeScaleStandards2024-02-07發(fā)布2024-08-07實(shí)施國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局發(fā)布JJF2103—2024一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一原子時(shí)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求MetrologyRequirementsforAtomicTimeScaleStandards一一一一一一一一一一一一一一一一JJF2103—2024歸口單位:全國(guó)時(shí)間頻率計(jì)量技術(shù)委員會(huì)起草單位:中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院中國(guó)航天科工集團(tuán)二院二〇三所本規(guī)范委托全國(guó)時(shí)間頻率計(jì)量技術(shù)委員會(huì)負(fù)責(zé)解釋JJF2103—2024本規(guī)范起草人:王玉琢(中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院)張愛敏(中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院)董蓮(上海計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院)楊軍(中國(guó)航天科工集團(tuán)二院二〇三所)JJF2103—2024Ⅰ引言 (Ⅱ)1范圍 (1)2引用文件 (1)3概述 (1)4技術(shù)要求 (2)4.1環(huán)境條件 (2)4.2原子鐘(組) (2)4.3相位微躍器 (2)4.4內(nèi)部測(cè)量系統(tǒng) (2)4.5溯源比對(duì)系統(tǒng) (2)4.6時(shí)標(biāo)控制系統(tǒng) (3)4.7輸出信號(hào) (3)4.8計(jì)量特性 (3)5校準(zhǔn)方法 (3)6校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá) (4)7復(fù)校時(shí)間間隔 (5)JJF2103—2024Ⅱ本規(guī)范參照J(rèn)JF1071—2010《國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則》、JJG2007—2015《時(shí)間頻率計(jì)量器具檢定系統(tǒng)表》編寫。本規(guī)范介紹了原子時(shí)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的組成和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間產(chǎn)生原理,規(guī)定了其技術(shù)性能和校準(zhǔn)方法。本規(guī)范為首次發(fā)布。JJF2103—20241原子時(shí)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求1范圍本規(guī)范適用于法定計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)的原子時(shí)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的建立及溯源參考。2引用文件本規(guī)范引用了以下文件:JJF1206—2018時(shí)間與頻率標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)程校準(zhǔn)規(guī)范凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本規(guī)范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。3概述原子時(shí)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)是通過(guò)守時(shí)系統(tǒng)產(chǎn)生并保持標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間和頻率的裝置,守時(shí)系統(tǒng)通常由原子鐘(組)、相位微躍器、內(nèi)部測(cè)量系統(tǒng)、時(shí)標(biāo)控制系統(tǒng)、溯源比對(duì)系統(tǒng)等部分組成,如圖1所示。圖1守時(shí)系統(tǒng)的原理示意圖選擇一臺(tái)原子鐘作為主鐘,將其輸出接入相位微躍器;時(shí)標(biāo)控制系統(tǒng)依據(jù)原子鐘(組)的內(nèi)部測(cè)量系統(tǒng)和溯源比對(duì)系統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果駕馭相位微躍器,使其輸出的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)頻率與原子時(shí)標(biāo)國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)UTC(NIM)保持在一定范圍內(nèi)。原子時(shí)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn),主要用于標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間、標(biāo)準(zhǔn)頻率的保持及量值傳遞。JJF2103—202424技術(shù)要求4.1環(huán)境條件環(huán)境溫度:在20℃~25℃范圍內(nèi)任選一值,溫度最大允許變化±1℃;相對(duì)濕度:≤80%;供電電源:(220±11)V,(50±1)Hz,不間斷連續(xù)供電。4.2原子鐘(組)由1臺(tái)或多臺(tái)原子鐘組成。4.3相位微躍器具備對(duì)輸入頻率信號(hào)的鎖定能力,在一定范圍內(nèi)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整并輸出時(shí)間頻率信號(hào)。一般而言,附加相位噪聲見表1,其中f表示傅里葉分析頻率,E(f)表示單邊帶相位噪聲;附加頻率穩(wěn)定度見表2,其中τ表示取樣時(shí)間,Δf表示頻率調(diào)整量。表1附加相位噪聲fE(f)(dBc/Hz)(載波頻率f0=5MHz)E(f)(dBc/Hz)(載波頻率f0=10MHz)E(f)(dBc/Hz)(載波頻率f0=100MHz)1Hz≤-100≤-95≤-7510Hz≤-120≤-115≤-85100Hz≤-140≤-135≤-1151kHz≤-150≤-145≤-12510kHz≤-155≤-140≤-130表2附加頻率穩(wěn)定度τΔf=0Δf=1×10-121s≤5×10-13≤5×10-1310s≤5×10-14≤5×10-14100s≤5×10-15≤5×10-144.4內(nèi)部測(cè)量系統(tǒng)具備秒脈沖(1PPS)或者頻率(5MHz/10MHz)信號(hào)相位差測(cè)量功能,一般采用時(shí)間間隔計(jì)數(shù)器或比相儀。4.51s(。至少具備GNSS時(shí)間頻率傳遞(GlobalNavigationSatelliteSystemTimeandFre-quencyTransfer)、衛(wèi)星雙向時(shí)間頻率傳遞(TwoWaySatelliteTimeandFrequencyTransfer)、光纖時(shí)間頻率傳遞(OpticalFiberTimeandFrequencyTransfer)中的一種JJF2103—20243不確定度優(yōu)于20ns(k=2)。具備內(nèi)部測(cè)量數(shù)據(jù)與溯源比對(duì)數(shù)據(jù)的綜合處理和決策能力,通過(guò)駕馭相位微躍器調(diào)整時(shí)標(biāo)輸出的1PPS、5MHz/10MHz/100MHz信號(hào)。一般采用頻率駕馭,校正系統(tǒng)的輸出。4.7輸出信號(hào)具備秒脈沖(1PPS)輸出。具備5MHz/10MHz/100MHz頻率輸出。4.8計(jì)量特性4.8.1時(shí)間偏差|相對(duì)UTC(NIM)的時(shí)間偏差|<100ns。4.8.2頻率偏差|相對(duì)UTC(NIM)的頻率偏差(1天平均)|<2×10-13。4.8.3時(shí)間穩(wěn)定度時(shí)間穩(wěn)定度見表3,其中τ表示取樣時(shí)間,σx(τ)表示時(shí)間穩(wěn)定度,計(jì)算方法見JJF1206—2018。表3時(shí)間穩(wěn)定度τσx(τ)1d≤5ns5d≤10ns4.8.4頻率穩(wěn)定度頻率穩(wěn)定度見表4,其中τ表示取樣時(shí)間,σy(τ)(阿侖標(biāo)準(zhǔn)偏差)表示頻率穩(wěn)定度。表4頻率穩(wěn)定度τσy(τ)1d≤1×10-135d≤5×10-145校準(zhǔn)方法選擇GNSS時(shí)間頻率傳遞、衛(wèi)星雙向時(shí)間頻率傳遞和光纖時(shí)間頻率傳遞三者中的任一方法,將待校準(zhǔn)的原子時(shí)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)直接或間接溯源至原子時(shí)標(biāo)國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)UTC(NIM)。JJF2103—20244圖2原子時(shí)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)過(guò)程如圖2所示,在待校準(zhǔn)端和參考端定期分別輸出一個(gè)比對(duì)文件,通過(guò)匯集比對(duì)文件,經(jīng)數(shù)據(jù)處理后得到時(shí)間偏差、頻率偏差、時(shí)間穩(wěn)定度、頻率穩(wěn)定度的校準(zhǔn)結(jié)果,其中,時(shí)間穩(wěn)定度和頻率穩(wěn)定度計(jì)算中測(cè)量數(shù)據(jù)量不小于15組。上述所有技術(shù)指標(biāo)均采用遠(yuǎn)程校準(zhǔn),涉及的校準(zhǔn)條件、測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)處理以及不確定度評(píng)估方法見JJF1206—2018。6校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)原子時(shí)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)后,出具校準(zhǔn)證書,校準(zhǔn)證書至少應(yīng)包含以下信息:a)標(biāo)題:“校準(zhǔn)證書”;b)實(shí)驗(yàn)室名稱和地址;c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)(如果與實(shí)驗(yàn)室的地址不同);d)證書的唯一性標(biāo)識(shí)(如編號(hào)),每頁(yè)及總頁(yè)數(shù)的標(biāo)識(shí);e)客戶的名稱和地址;f)被校對(duì)象的描述和明確標(biāo)識(shí);g)進(jìn)行校準(zhǔn)的日期,如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時(shí),應(yīng)說(shuō)明被校對(duì)象的接收日期;h)如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性或應(yīng)用有關(guān)時(shí),應(yīng)對(duì)被校樣品的抽樣程序進(jìn)行說(shuō)明;i)校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識(shí),包括名稱及代號(hào);j)本次校準(zhǔn)所用測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說(shuō)明;k)校準(zhǔn)