时间比对系统的测量精度严重依赖于时频特性,时间比对是卫星在时间频率领域的重要应用,对利用卫星实现的远距离时间传递和同步服务意义重大。传统的时间比对系统依赖于实体环境的下变频器和时间间隔计数器,而且始终无法克服计数法的原理性误差,同时硬件线路的工艺水平限制了测量精度、快速响应的进一步提高,复杂的线路势必大大增加了时间比对系统的成本和工作量。随着半导体行业高性能模数转换器及数字信号处理器件的快速发展,数字化逐渐成为当今主流的发展方向。本文所论述的数字化实时处理的时间比对技术,辅助以ADC数据转换的边沿效应和边沿拟合的数字化测量原理,将本地频标信号和卫星与本地频标之间的时间间隔信号直接进行数字化处理。首先,揭露了数字化量化模糊区边沿的稳定度将直接决定最终的数据转换精度,提出边沿效应的概念实现对数字化中量化误差的抑制。建立存在于周期性信号的数字化测量中,当模拟输入信号与编码时钟信号满足特定频率关系的时钟游标原理时,依然可以完美恢复出原始模拟输入信号,从而通过数字化直接获得本地秒脉冲信号。其次,将数字化时序比对得到的时间间隔信号经过边沿拓展电路实现边沿的稳定拓展,利用重构高准确度的边沿拟合函数来完成高精度的时间间隔测量。时间比对的数字化处理,将时间传递过程中需要在实体环境下完成的工作直接转换到数字环境,模数转换器的高性能以及数字信号处理器的高速运算能力极大地提高了系统的响应时间,保证了时间比对的实时性。基于以上两方面的数字化实现,解决了模拟环境下的信号处理过程中存在线路复杂、整体设备长期工作漂移等许多限制精度提高的问题。并搭载研制了一款数字化实时处理的时间比对实验样机,实现了模拟向数字环境的转换,其时间比对的分辨率可以达到纳秒量级。在系统性能测试实验中,分别将OCXO 8607-BE恒温晶体振荡器和XHTF1003C-G铷原子钟作为本地频率标准源,依次与卫星信号进行时间比对,测试并验证了数字化时间比对技术的稳定性和可靠性。另外,该数字化实时处理的时间比对系统可应用于将本地频标信号秒脉冲与卫星信号秒脉冲间的时间比对结果直接去控制压控晶体振荡器和数字控制振荡器,以实现本地时钟与卫星时钟间的时间传递和同步。亦或者,可将时间比对结果发送给其它任意地点的相同数字化实时处理的时间比对接收设备,以实现两个或两个以上不同地点的时间传递和同步。