Анализ погрешности прогнозирования дрейфа частоты водородных стандартов времени и частоты

С. Ю. Антропов, Е. Ю. Глазов, А. А. Карауш, А. В. Наумов, И. Б. Норец, Ю. Ф. Смирнов

ФГУП «ВНИИФТРИ», г.п. Менделеево, Моск. обл., Россия

Процедура прогнозирования хода атомных часов является важной частью алгоритма формирования шкал времени. Представлен подход к выбору модели прогнозирования и длительности периода времени наблюдений, который основан на анализе характеристик точности прогнозирования — систематической погрешности прогнозирования и СКО погрешности прогнозирования. На примере различных пар мер частоты показано, что усложнение модели прогнозирования с одной стороны уменьшает систематическую погрешность прогнозирования, а с другой – увеличивает СКО погрешности прогнозирования за счет увеличения числа свободных параметров в модели (рисунок).

Рисунок. Пример зависимости систематической погрешности δ_sys и СКО погрешности прогнозирования σ относительного хода пары ВС от длительности интервала времени наблюдения для различных моделей: 1-линейная модель, 2-квадратичная модель, 3-квадратично-линейная модель

Для большинства пар мер частоты существует оптимальная длительность интервала времени наблюдения, при которой достигается минимум СКО погрешности прогнозирования.

Для различных пар мер частоты из состава Государственного первичного эталона единиц времени, частоты и национальной шкалы времени ГЭТ 1-2022, участвующих в передаче единиц от репера частоты к мерам частоты и времени, даны рекомендации по выбору модели прогнозирования и длительности интервала времени наблюдения.

Литература

Антропов С. Ю., Глазов Е. Ю., Карауш А. А. и др. Алгоритм формирования шкал времени эталонов ГСВЧ // Метрология времени и пространства. Материалы X международного симпозиума. Менделеево, 2021.
Антропов С. Ю., Глазов Е. Ю., Наумов А. В., Смирнов Ю. Ф. Повышение оперативности контроля и надежности формирования шкалы времени группы водородных стандартов времени и частоты // Измерительная техника. 2022. № 11. c 44–50.
Panfilo G., Harmegnies A., Tisserand L. A new prediction algorithm for the generation of International Atomic Time // Metrologia. 2012. № 49. P. 49–56.
Gribov A., Sutyrin D., Berdasov O., et al. Time-scale generation methods based on an optical clock // IFCS-ISAF 2020 – Joint Conference of the IEEE International Frequency Control Symposium and IEEE International Symposium on Applications of Ferroelectrics. Proceedings, Virtual, Keystone, CO, 19–23 of July 2020. Virtual, Keystone, CO, 2020. P. 9234906. Doi 10.1109/IFCS-ISAF41089.2020.9234906.
Норец И. Б. Эталонная база ГСВЧ. Современное состояние и перспективы развития // Альманах современной метрологии. 2016. № 8. С. 53–74.