世界时(UT1)是地球定向参数之一,它是实现天球与地球坐标系相互转换的必要参数之一,在深空测量、航空航天等领域具有重要作用。UT1具有时变性、难以长期精准预报的特点,需要定期测量。当前国内还没有完备的独立自主的UT1测量解算系统,而各研究领域所需的UT1参数服务都是依靠国际合作来获取。鉴于其重要性,建立一个独立自主的UT1观测解算系统是必要的。大型光纤陀螺仪具有敏感测量地球自转变化的特点,有潜力发展成为一种新型的UT1测量技术。当前国家授时中心已经初步建立了大型光纤陀螺仪实验平台,并逐步开展了利用大型光纤陀螺仪对地球自转运动的观测研究工作。其中对UT1参数的解算以及参数解算过程中的相关误差改正方法等问题是该研究的关键工作之一。本论文针对当前UT1参数时间分辨率低的问题,结合大型光纤陀螺仪可以实时测量地球自转变化的特点,在深入分析了各种影响光纤陀螺仪测量的物理因素以及对测量结果影响的物理机制的基础上,提出了相应的误差改正模型,并建立了基于大型光纤陀螺仪实时测量解算UT1参数的映射函数。同时设计了基于大型光纤陀螺仪的地球自转钟的基本结构,并提出了地球自转钟的标定与校准方法。并通过实测数据的分析,论证了大型光纤陀螺仪成为一种新型UT1测量技术的可行性。初步实现了利用大型光纤陀螺仪输出的原始测量数据对UT1参数的近实时解算,实现了基于大型光纤陀螺仪来提高UT1参数解算的时间分辨率的研究目标。本论文的主要研究工作与创新成果如下:1.论文从光纤陀螺仪的基本测量原理出发,运用不同坐标间的坐标转换关系,首先建立了光纤陀螺仪精确测量地球自转角速度的观测方程。依据观测方程设计了相应的数据处理流程。2.针对光纤陀螺仪观测平台在地球潮汐和局部地球物理效应的作用下产生倾斜变化,从而使光纤陀螺仪的原始测量数据中产生定向误差的问题。结合定向误差的来源和特点,研究分析了不同误差来源对光纤陀螺仪测量结果的影响机制,并针对性的提出了定向误差的改正方法。最终从原始测量数据中实现了定向误差与地球自转数据的分离。3.针对光纤陀螺仪原始测量数据中由于仪器噪声的存在,而无法直接读取地球自转角速度信息的问题,文章利用实测数据首先分析了光纤陀螺仪的噪声特性。其次依据噪声特性,提出了相应的消噪方法:利用间隔5min的滑动平均法可以最大程度的消除噪声带来的干扰,经过消噪后,测量数据反映地球自转角速度变化的精度可以达到-103?10-1rad?s。4.针对如何利用光纤陀螺仪测量数据以实现UT1参数解算的问题,论文首次提出了基于光纤陀螺仪测量的地球自转角速度值与UT1参数的映射函数。通过对地球瞬时自转角速度的相对变化量进行数值积分,以实现UT1参数的转化,并利用实测数据验证了UT1解算方法的可行性,结果表明,利用实验光纤陀螺仪可以有效提升UT1参数的时间分辨率,最终实现了对UT1参数解算的时间分辨率可以达到5min。在国内首次实现了利用光纤陀螺仪对UT1参数的测量解算。5.基于大型光纤陀螺仪的UT1解算方法可以应用于地球自转钟系统中,研究并设计了基于大型光纤陀螺仪的地球自转钟系统的基本结构。同时针对大型光纤陀螺仪不便于使用转台标定的问题,提出了利用地球自转角速度的稳定性来实现对大型光纤陀螺仪的标定。除此之外,文章还提出了对基于大型光纤陀螺仪的地球自转钟的校准方法,通过利用光纤陀螺仪测量解算的UT1参数与IERS提供的UT1参数定期比对以实现对地球自转钟的定期校准。该校准方法可以解决地球自转钟在长时间运行下解算的UT1参数值,因光纤陀螺仪漂移现象的存在而逐渐偏离真值的问题。