近日，中国科学院国家授时中心在国产钟守时应用领域取得进展。为了提升我国标准时间的自主性和安全性，通过国产光抽运守时小铯钟噪声特性分析，建立了国产钟状态模型，基于Kalman滤波算法计算时间尺度。

该研究通过Markov过程的线性组合对调频闪变噪声建模，分析了Markov过程个数的不同对时间尺度稳定度的影响。算法比较了“可预测性”加权算法，计算得到基于国产钟噪声特性的Kalman滤波时间尺度的稳定度优于“可预测性”算法。最后以UTCr为参考分析了基于国产光抽运小铯钟噪声特性的Kalman滤波时间尺度算法的性能，得出时间尺度取样间隔为1天的频率稳定度为1.93×10^-14，15天的频率稳定度为1.14×10^-14，30天的频率稳定度为5.50×10^-15。

该项工作将进一步推进国产光抽运守时小铯钟的守时应用，为我国自主守时体系的建立提供理论基础。

研究团队成员宋会杰，张首刚等将研究成果以《Kalman filter time scale algorithm based on noise characteristics of optically pumped cesium clock》为题，发表于SCI期刊Physica Scripta(物理评论) (Phys.Scr.100(2025)015217)。

图1 与“可预测性“加权算法时间尺度的稳定度比较

图2 所建立的时间尺度与单台钟稳定度的比较