国家授时中心承担着我国标准时间的产生、保持和发播任务。近年来,建立了与UTC同步的国家标准时间UTC(NTSC),2013年以来,保持与UTC偏差小于10ns。研究实用技术,采用多样化手段将高性能的国家标准时间提供给各行业用户,服务我国国民经济发展是国家授时中心的核心任务之一。本文提出的UTC(NTSC)远程复现方法,弥补了目前授时体系中对1~5ns实时授时手段的缺失,并提供了一种2ns精度的实时授时方案。本文在研究现有的远程时间比对方法基础上,提出了一种适应UTC(NTSC)远程复现的比对方法,解决了标准卫星共视方法测量存在间断,且不能实时输出比对结果的问题,研究了改进比对精度的方法,并在工程上实现了UTC(NTSC)远程复现系统,实现的用户本地复现时间与UTC(NTSC)偏差小于5ns。本文的主要研究内容如下:(1)深入分析国家标准时间远程复现的需求充分分析了目前授时手段的研究现状,调研各行业对高精度时频信号、时间溯源等方面的需求,结合我国标准时间产生和保持水平现状,对国家标准时间远程复现进行了深入分析,包括功能、性能和成本等。(2)研究了现有的远程时间比对技术通过对卫星共视、PPP时间传递、卫星全视法、卫星双向、光纤时间传递等时间比对技术的研究分析,发现现有的方法存在几方面问题,一是通用卫星共视法比对不连续,观测存在间隙;二是卫星共视法、PPP时间传递、卫星全视法等比对结果实时性较差,特别是PPP和全视法依赖事后精密轨道和钟差数据处理;三是卫星双向、光纤传递等方法链路专用,成本较高,难以大范围推广应用。(3)提出了UTC(NTSC)远程复现方法,并结合理论与试验研究提高复现精度基于卫星共视思想,提出了一种适宜UTC(NTSC)远程复现的远程时间比对方法,设计了灵活的观测周期,观测与数据处理并行,无观测间隙,保证持续不间断的溯源比对,解决了连续共视观测的数据处理、误差改正、不等精度数据融合等问题;设计了数据实时交换方法,解决了信息传递实时性要求带来的通信可靠性、环境适应性问题;研究并解决了多卫星导航系统共用带来的误差校准问题;研究了利用实时比对数据驾驭频率源,使其输出与UTC(NTSC)保持同步,并兼顾稳定度性能需求的控钟策略。(4)工程上实现了UTC(NTSC)远程复现系统的研制在对提出的UTC(NTSC)远程复现方法进行充分理论研究基础上,从工程应用角度,进一步对UTC(NTSC)远程复现系统的可靠性、稳定性、高度集成等要求进行分析,工程实现了UTC(NTSC)远程复现系统,建成了包括一个数据分析处理中心、若干台远程时间比对基准终端、若干台UTC(NTSC)远程复现终端、一台时延校准终端和一套远程数据传输网络的系统。(5)对系统的性能进行了充分测试开展了多项针对性测试试验,包括检验系统测试不确定度的零基线、短基线和长基线试验。各种基线长度测试均优于2ns的不确定度;将使用不同类型原子钟的复现终端安装在用户所在地,用卫星双向移动校准站作为独立测试手段,检验其复现UTC(NTSC)的性能,实测结果显示,使用铯原子钟的复现终端,其复现频率信号的天稳定度为1.8e-14,频率准确度为1.99e-14;使用铷原子钟的复现终端,复现频率信号的天稳定度为9.45e-14,频率准确度为1.36e-13。为研究并实现UTC(NTSC)复现系统,本文的创新工作如下:(1)提出了一种远程复现国家标准时间的方法以国家标准时间为参考,通过远程时间比对、钟驾驭等手段,直接向全国甚至世界范围内各地用户提供统一的标准时间信号,并依托现有的国际比对链路,实现复现信号向国际标准时间UTC的溯源。为用户提供了一种精度2ns,远优于卫星授时,成本与其相当,用户数量不受限制的授时新方案。(2)提出了一种新的实时、连续的共视比对方法标准卫星共视法一个观测周期为16分钟,其中13分钟有观测数据,存在3分钟观测间隙,共视数据事后交换处理,因此比对结果生成严重滞后,不适宜用于要求实时性的国家标准时间复现需求。本文提出了一种新的实时共视比对方法,打破了固有观测周期思路,设计了观测周期灵活设置的结构,解决了标准共视法周期存在间断,及数据事后交换处理的问题。(3)使用多种融合方法,增强时间复现可用性研究了不同导航系统之间系统偏差分布特点和规律,给出了时延偏差改正方法,解决了多导航系统共用引入的系统间偏差问题,且可视卫星的增加,大大增加了远程比对的基线长度,实现了多卫星导航系统之间的有效融合。分析了伪距和载波相位两种数据的特征,给出了一种适用的载波相位平滑伪距方法,实现了两种数据的融合共用,满足用户不等精度的需求。本文的研究成果目前已经应用到了北京、天津、陕西等地,为各地复现UTC(NTSC)信号,发挥实际价值。