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原子时标在当今社会中,特别是军事、航天等领域有着重要的应用。为了提高中国原子时标准确度和稳定度,本文结合当前时间尺度算法研究现状,依据国际计量局(BIPM)计算原子时标的思想,利用中国现有的原子钟资源,设计并实现了远程联合钟组原子时算法;设计了用高准确度的铯原子喷泉钟驾驭远程联合钟组的系统实施方案,这是因为喷泉钟运行不连续、可用数据有限,为此特研究了预测算法以得到喷泉钟的全时段数据,进而实现对远程联合原子钟组的连续驾驭、得到更优时间尺度。本文主要内容如下: 第一、对原子钟的相关知识进行了介绍,介绍了地方原子钟组的组成以及分析了远程联合钟组的系统构成,对远程联合钟组的驾驭问题进了分析。 第二、根据远程联合钟组的特点设计了一种I-Algos-Kalman时间尺度算法。首先分析了改进Algos算法的基本思路,对传统Algos算法进行了改进,并用数据进行了改进算法验证;其次设计实现了适合于原子时算法的Kalman滤波器;再次将改进的Algos算法和Kalman算法进行了有机的组合,称为I-Algos-Kalman(Improved-Algos-Kalman)算法;最后用数据进行算法验证,该新算法得到时间尺度的频率稳定度得到显著提高。 第三、为了提高远程联合钟组时间尺度的准确度,用高准确度的喷泉钟对其进行了驾驭。首先设计了喷泉钟驾驭远程联合钟组的整体方案;其次对喷泉钟数据的预测算法进行了深入研究,包括线性拟合算法和支持向量机预测算法;最后研究并实现了喷泉钟对远程联合钟组的驾驭,进行了数据验证。本课题设计的基于铯喷泉钟的高性能远程联合钟组,时间尺度与喷泉钟的相位差为0.5ns左右,相对频率稳定度达到了1.9888-15/天。