利用GPS讯号达成高精度频率同步系统

摘要

本发明提供一高精度频率同步系统利用GPS载波相位观测量，透过有线或无线之通讯介面，进行载波相位二次差分运算，即时估测远端振荡器相对于参考母钟之频率偏差量，此偏差量及其相对于时间之变量则成为比例微分(Proportional-Derivative, PD)控制器之输入变数。控制器之制动信号则透过D/A转换器调整远端振荡器频率同步于参考母钟，不但使远端振荡器之性能获得大幅提升，因而达成高精度同步之目的，且结构具备追溯性(Traceability)。实验结果显示，本系统能将远端振荡器相对于原级铯原子钟原本一天之频率准确度约3×10-9大幅提升至约3×10-14；稳定度则从约3×10-10提升至约2×10-14，亦即，性能提升至少4个数量级(10000倍)。