协调世界时(UTC)将世界各地的时间统一到唯一标准,为了保证各地时间的统一性,需要高精度的远距离时间比对技术做支撑。另外,在深空探测、卫星导航等大系统内部,由于需要观测的范围分布较广,同时要求系统内部具有统一的时间系统,需要发展各种时间频率传递技术用以实现远距离高精度的时间同步,卫星双向时间频率传递是目前最准确的远距离时间传递技术之一。卫星双向时间频率传递由于两站信号互发互收,传播路径近似对称,能够抵消共有误差,因而能实现较高的比对精度。经过多年发展,链路上的各项误差修正大多能达到纳秒甚至纳秒以下量级,其中设备时延的修正成为一项研究热点。设备时延的校准能力是限制卫星双向时间比对精度提高的主要因素,因此进一步提升卫星双向时间与频率传递精度的关键是精确的测量和校准卫星双向站的设备时延。论文的主要研究工作如下:(1)分析了卫星双向时间与频率传递中的各项误差来源,并给出了误差的修正方法;(2)比较分析了当前常见的几种系统误差校准方法的特点,提出了一种分步校准系统误差的方法。该方法将系统误差根据来源不同分为设备时延和空间链路时延两部分,分别给出了单移动校准站测相对设备时延和单移动校准站与被测站三站闭合测空间链路时延的校准方法,实现系统误差的校准;(3)研制了一套单移动校准站,设计了单移动校准站的设备时延稳定性评定试验,试验有设备开关机对时延的影响测试、调制解调器不同通道间时延差异测试和单移动校准站设备时延测试;(4)设计了分步校准法校准系统误差的能力评定试验,以双移动校准站法校准的系统误差为真值,评定分步校准法校准系统误差的实际性能。实测数据表明,校准的不确定度优于3纳秒。