近日（rì），中國航天科工二院203所（以下簡（jiǎn）稱（chēng）203所）實現了國（guó）內首台高精度時間比（bǐ）對（duì）調製解調器（qì）（BIRMM MODEM）關鍵技（jì）術突（tū）破和樣機研製，其最終實測（cè）技術指標，達（dá）到甚至部分超（chāo）過國外先進（jìn）設備（bèi）水（shuǐ）平。據悉，在完全相同的衛星鏈路測（cè）試環境（jìng）下，該設備時間比對測量結果的（de）標準差，與德國處於同一水平。  

      時間比（bǐ）對調製解調器是衛星雙向時間頻率傳遞係統的核心設備，是（shì）實現遠程（chéng）實時納秒（注：納秒，1秒的10億分之一）級時間同步的關鍵（jiàn），目前國際上隻有（yǒu）德國某公司（sī）具有類似的商業化產品。

      作為時間頻率領域極具附加值的高科技拳頭（tóu）產品，時間（jiān）比對調製解調器的研發背後，有哪些不為人知的管理細節？其精度、速度如何？有哪些（xiē）技術優勢？近日，記者走近203所這支研發（fā）團隊，感受他們不一樣的航天品質。

    馬拉鬆式的仿真測試

      “在時間比對（duì）調製解調器研發（fā）過程中，接收模塊采樣頻（pín）率的選取，是決定偽碼相位和時差測量精度的核心問題，要在如此寬泛的範圍（wéi）內，選擇一個最優的采用頻率，絕非易事。”這是讓203所研發（fā）團隊最為糾結的事（shì）。

      為了選擇最合適的（de）頻率，設計團隊需（xū）要進行大量的（de）仿真。這是一個相對（duì）複雜的硬件係統，仿真第一步，需要把硬件翻譯成軟件，在軟件係統上修（xiū）改參數，再根據計（jì）算結果評價（jià）參數（shù）選取的優劣，反過來指導硬件設計。一次又一（yī）次，設計團（tuán）隊（duì）通過理論仿真發現，在這個範圍內（nèi），存在幾十個采樣頻（pín）率（lǜ），都基本滿足要求。到底哪個才是最優的？

      剩下（xià）的便是逐一測試和驗證。針對每一個可能的采樣頻率，隊（duì）員們修改信號處理程序，然後編（biān）譯下載測試，再進行（háng）測（cè）試數據分析處理和評估，每一個頻（pín）率（lǜ）的驗證測試，少則兩小時，多則大半天。參數分選測試是一個體力和腦力都消耗極大的過程，屏幕數據的變化，頻率曲線的起伏（fú），任何細小的（de）節點，都逃不過他們的（de）“火眼金睛”。一天數百次這樣的實驗，半個多月下來，每個（gè）人都是頭暈眼花，體力透支。盡管整天麵對枯燥（zào）的數（shù）字，但設計師王學運、王海峰非常謹慎。在他們的眼裏（lǐ），“幾十（shí）個采樣頻率來不得半點馬虎，哪怕是一點點細微的變化，都要做到（dào）清楚明白，準確無誤（wù）”。因為，細節決定成敗。

    迅速敏銳捕捉異常

      集（jí）成上星測（cè）試是技（jì）術攻關的最後一環。利用衛（wèi）星（xīng）測試（shì）試驗非常繁（fán）瑣，得把天線架到高（gāo）高的樓頂（dǐng）。50公斤重的設備，由於頂（dǐng）層沒有電梯，隊員（yuán）們隻好齊心協力，小心翼翼地把“寶貝”抬到樓頂，進行調試。冬天室外很冷，凜冽的寒風刮在（zài）臉上，像刀割（gē）一樣，然而，他們（men）一試就是一整天。每（měi）次（cì）都要根據上一次的測試結（jié）果，改變不（bú）同的連接方式，第一輪（lún）測試完（wán）成後，設備技術指標基本滿足任務書的要求，但是和理論計算（suàn）值相比，還存在一定的差距，到底是哪（nǎ）些因素導致結（jié）果沒有達（dá）到理論指標？是算法設計缺陷、硬（yìng）件設計缺陷，還是電（diàn）磁兼容性缺陷？抑或（huò）是其他因素？他們一起分析，逐一排（pái）查。

      這是一個將指標（biāo）提升的過程。需要縝密的邏輯思維能力、極具針對性的實驗設計與實施能力，以及敏（mǐn）銳的問（wèn）題捕捉分析能力。新一輪（lún）馬拉鬆式的測試分析又開始了，大量的試驗無果（guǒ）後（hòu），在（zài）一（yī）次看似（sì）偶然的試驗中，王學運發現（xiàn）了一（yī）個模塊設計中的工藝焊接可能存在問題，重（chóng）新焊接後，指標一下子飛到理論值的水平，而且多次測試都很穩定，這讓他們大喜過望。

      指標問題解決了，可（kě）是新的問題又接踵而至。在一次長（zhǎng）時間的連續測試過（guò）程中（zhōng），時間比對數據出現周期性的數據跳變。有了之前的問題查（chá）找（zhǎo）分析經驗，整個團隊這次駕輕就熟：提取原始測量（liàng）數據，做可視化（huà）處理，觀察數（shù）據跳變時刻、跳變周期，發散思維（wéi）分析跳（tiào）變產生的原因。隻一天（tiān）的工夫，研發團隊就基本找準了跳變根源，迅速進行改進和完善，前後僅3天（tiān）時（shí）間就從根本上解決了問（wèn）題。

    建立時間（jiān）同步鏈路僅需一兩秒

      當今，高精度（dù）遠距離（lí）時間比對技術已成為時間工作的重要組成部分。越來越多的係統，如各種雷（léi）達係統、測控係統等，由多個分布（bù）在不同（tóng）位置的站（設備）組成，各站為了確保測量數據的時間一致，要求各（gè）個站（設備）之間有一個統一的時間標準。世（shì）界（jiè）各國共同參考的標準時間UTC的形成，就需要分布在世界各地的時（shí）間實驗（yàn）室中的高精度原子鍾之間進行時間比對。衛星雙向時（shí）間頻率傳遞（TWSTFT）是用通信衛星進行雙向（xiàng）時間、頻率信號傳遞的技術，是目（mù）前國際上精確度（dù）最高的時間頻（pín）率傳遞方法，目前精度可達0.3～0.5納秒，準確（què）度可達1納秒。

      時（shí）間是人類生活的四維時空中的重要一維，它與我們的生活息（xī）息相關，守時和原子鍾技術發展，使人們對於時間的測（cè）量精度達到納秒級（jí）。據介紹，與國際同類設備相比，203所自主研發（fā）的時間比對調製（zhì）解調器主要優勢體現在：首先是技術（shù）指標的優勢。該設備采用精密偽碼相（xiàng）位和時（shí）差（chà）測量技術，實測時間比對精（jīng）度具有明顯優勢；其次是測（cè）量通道擴展性強（qiáng），該設備采用先進（jìn）的資源優化技術，可在單個接收板卡上同時實現八通道時間比對；三是建立時間比對鏈路（lù）的速度快，該設備采用高速並行偽碼捕捉（zhuō）技術，建立時間同步鏈路僅需一兩秒鍾。

      專（zhuān）家指出，時間比對MODEM通過與衛星（xīng）通信鏈路組合，不僅可用於時間頻率精確量傳溯（sù）源，還可用於北鬥、長河（hé）等天基、陸基導航係統站間同步。通過與微波通信或光纖鏈路，可以使陸基雷達站、戰車、艦船等係統的精確時間（jiān）同步，具（jù）有廣泛的應用前景和經濟價值。