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龙图腾网获悉中国科学院国家授时中心申请的专利基于光钟的非纸面高精度实时时间物理信号产生系统及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120686571B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-30发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511008796.X，技术领域涉及：G04F5/14；该发明授权基于光钟的非纸面高精度实时时间物理信号产生系统及方法是由徐琴芳;常宏设计研发完成，并于2025-07-22向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于光钟的非纸面高精度实时时间物理信号产生系统及方法在说明书摘要公布了：本发明具体涉及一种基于光钟的非纸面实时时间物理信号产生系统及方法，系统包括：光钟、微波钟、光学频率梳、计数器、相位微调仪和PC端。方法包括：通过计数器实时记录与存储光钟与微波钟的频差数据；与PC端的存储设备建立通信，实时读取频差数据，并对频差数据进行滤波处理，去除异常值；采用结合卡尔曼滤波的线性二次型高斯最优驾驭算法，根据滤波后的频差数据流实时计算获得对微波钟的驾驭调整量；与相位微调仪建立通信，将驾驭调整量输入给相位微调仪，对微波信号进行实时的驾驭调整，相位微调仪输出频域或时域信号，即为光钟驾驭后的实时时间物理信。本发明产生了实时的非纸面的高精度时间物理信号，可广泛用于光频标领域。

本发明授权基于光钟的非纸面高精度实时时间物理信号产生系统及方法在权利要求书中公布了：1.一种基于光钟的非纸面实时时间物理信号产生方法，其特征在于，包括： 构建基于光钟的非纸面实时时间物理信号产生系统，所述系统包括：作为频率参考的光钟、作为飞轮的微波钟、用于连结光信号与微波信号完成频差测量的光学频率梳、数据采集的计数器、对微波钟进行驾驭控制的相位微调仪和用于数据计算的PC端；所述光钟和所述微波钟的输出连接所述光学频率梳；所述光学频率梳的输出连接所述计数器；所述计数器的输出连接所述PC端；所述微波钟和所述PC端的输出连接所述相位微调仪，所述相位微调仪输出时间物理信号； 通过计数器实时记录与存储光钟与微波钟的频差数据；与PC端的存储设备建立通信，实时读取频差数据，并对频差数据进行滤波处理，去除异常值； 采用结合卡尔曼滤波的线性二次型高斯最优驾驭算法，即LQG驾驭算法，根据滤波后的频差数据流实时计算获得对微波钟的驾驭调整量； 与相位微调仪建立通信，将驾驭调整量输入给相位微调仪，对微波信号进行实时的驾驭调整，相位微调仪输出频域或时域信号，即为光钟驾驭后的实时时间物理信号； 所述滤波处理利用3σ准则进行粗差剔除和插值，具体为： 计算一段时间频差数据的标准差σ和平均值，若某一数据与平均值之差的绝对值超过3σ时，将其视作异常值剔除； 所述采用结合卡尔曼滤波的线性二次型高斯最优驾驭算法，根据滤波后的频差数据流实时计算获得对微波钟的驾驭调整量，具体为： 卡尔曼滤波根据状态方程和量测方程估计微波钟的状态，状态方程为： 其中，，、分别是时刻氢钟相对于光钟的频差偏移量和频差漂移率； 转移矩阵，是第k+1和第k次测量的间隔，即； 过程噪声，和分别是分数频差及其漂移率的噪声项，服从均值为零，协方差为Q的高斯分布； 量测方程为： 其中，是第k+1次频差测量值，，观测噪声为，服从均值为0，标准差为R的高斯分布； 由先验条件设定初始值、初始协方差矩阵、Q和R，结合测量值，根据卡尔曼滤波理论，由下述公式得到估计值： 其中，I是单位矩阵； 被驾驭后的微波钟，则钟模型中须添加控制量，其中是频率改正控制值，是传播量，将微波钟自由运转下的状态方程改写为： 利用LQG最优控制算法来计算上式中的频率改正控制值，通过选择频率改正控制值使代价函数J最小，代价函数为： 其中，和分别是有两个可变非零参数的2x2对角阵和一个可变参数值，通过调整和参数之间的比例关系，实现对频率改正控制值的最优选择； 通过求解卡尔曼滤波稳态Ricatti方程得到线性二次调节器： 令增益，由线性二次调节器计算出增益，利用卡尔曼滤波器预测的时刻估计值和增益，计算频率改正控制值： 该频率修正控制值即为微波钟的频率驾驭调整量，以此补偿微波钟的频偏，实现基于光钟的时间尺度输出； 所述将驾驭调整量输入给相位微调仪，对微波信号进行实时的驾驭调整，具体为： 将得到的频率改正控制值按照相位微调仪的输入规则进行编码发送给相位微调仪，相位微调仪对输入的微波钟信号10MHz进行频率的调整，即在10MHz信号的基础上加上频率改正控制值，改正后的信号由相位微调仪输出端以频域或时域两种形式输出，输出的信号即为光钟驾驭后的实时时间物理信号；所述相位微调仪输出端以频域形式输出为10MHz或以时域形式输出为1pps。

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