天文大地测量是通过观测天体在天球上的位置进行定位定向的。地球的自转运动和天体自身位置的不断变化，天文大地测量在观测目标位置时必须精确地记录相应的时间。新型野外天文测量系统利用计算机内部石英晶振守时，晶振的稳定性较低，只能进行短时间守时，每次测量前都必须重新利用GPS接收机接收高精度UTC时间。一旦无法正常接收GPS卫星信号，测量就无法正常进行，极大地影响了天文测量的自主性和可靠性。因此本文提出了以高稳数字温补晶振作为频率源，以嵌入式系统为平台的新型野外天文测量计时器用于长时间守时的方案，以解决天文测量时间基准的长时间自主维持问题。根据这一方案设计了计时器的总体结构和工作流程，解决了计时器相关关键技术，研制了两台计时器原理样机，实现了天文测量时间基准的长时间自主维持，同时也实现了温湿度和大气压强等环境参数的自动测量，研宄了时间同步理论，设计了以计算机为平台的时间比对方法，并进行了20天的时间比对测试实验，分析了计时器的精度和稳定性。论文的主要工作及研宄成果总结如下：1.分析了国内外守时技术的发展现状和目前天文测量时间获取及时间基准维持的现状，分析了研宄小型数字化天文测量计时器的现实意义。2.研宄了与天文测量相关的时间系统及其相互转换关系，研宄了天文测量的时间计算步骤及不同时间在天文测量中的应用。3.设计了计时器的总体方案。研宄了晶振的结构，计时原理，不同晶振的类型、特点及用途。以高稳数字温补晶振为频率源，以嵌入式系统为平台设计了计时器的总体结构、电路连接和工作流程，编制了计时器微处理器的内嵌控制程序。4.研宄了计时器的定时/计数器设置方法，串口通讯方式的实现，温湿度传感器，气压传感器，断电保护模块的实现等关键技术，设计了计时器PCB印刷版，实现了天文测量时间基准的长时间自主维持，计时器时间、温湿度和大气压强等信息的数字化输出，以及计时器意外断电后时间信息的保存与恢复。5.比较了不同时间同步技术的特点，设计以计算机为平台GPS时间与计时器时间的比对方法，实现了高精度时间基准的获取。研宄了计算机内部时间的提取，高精度GPS接收机时间和坐标信息的获取，测试了时间比对平台的性能，编制了时间比对软件并研宄了钟差外推算法。6.研宄了计算机内部时间的提取精度和守时稳定性，测试了计时器断电保护模块的性能，测试并分析了计时器时间的提取精度、钟速稳定性和守时精度，分析了计时器时间的外推精度。7.通过论文研宄，成功研制出两台野外天文测量计时器原理样机，编制了时间比对软件，钟差改正和时间化算程序，实现了天文大地测量时间相关计算的自动化。