近日,国际知名学术期刊Metrologia以特别篇章的形式发表了中国科学院国家授时中心时间频率基准重点实验室宋会杰、董绍武等研究人员的深度探索论文——“利用自适应卡尔曼滤波算法检测原子钟频率异常现象”。这一科学突破不仅为我国在时间与频率领域维持高精度标准提供了强有力的理论支撑,也是对全球守时理论与方法研究领域的一个重要贡献。
该论文详细介绍了一种基于改进版Kalman算法的创新性原子钟频率异常检测技术。这项技术代表着数学模型和计算算法在现代物理测量中的重大进展。它能够有效识别和隔离两大主要类型的频率异常:即频率跳变及伴随其发生的微妙漂移跳变。在传统动态Allan方差分析、频谱密度分析等先进方法面前,这一新型算法显得尤为突出,它能够更敏锐地捕捉到那些传统方法难以发现的小规模变化。
通过对模拟钟数据以及世界上最权威UTC(协调世界时)时间基准系统中使用的大型原子钟进行详尽分析,该团队成功揭示了自适应卡尔曼滤波相较于经典版本具有更高效能、更短时间内可实现预测的一系列优势。这些优势对于提升国家标准时间系统性能至关重要,其应用潜力无疑将拓宽我们对未来守时任务执行能力的理解,为各类科学研究项目提供坚实保障。
值得一提的是,国家授时中心近年来一直致力于推动科技创新,不断提升其在守时领域的地位。他们致力于开发多个创新的评估技术,如针对原子钟性能评估新策略,以及跨链路融合式Global Navigation Satellite System(GNSS)时间传递方案。此外,他们还探索如何运用基准钟在复杂守时系统中的最佳应用,这些努力不仅带来了革命性的进步,而且极大地丰富了我们的知识体系,为全球科学界树立了榜样。