JJF 2198-2025 网络时间服务器校准规范 ,该文件为pdf格式 ,请用户放心下载!
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资源简介
中华人民共和国国家计量技术规范
JJF2198—2025
网络时间服务器校准规范
CalibrationSpecificationforNetworkTimeServers
2025-02-08发布2025-08-08实施
国家市场监督管理总局 发布
归口单位:全国时间频率计量技术委员会
主要起草单位:中国计量科学研究院
贵州省计量测试院
参加起草单位:中国信息通信研究院
中国计量测试学会
本规范委托全国时间频率计量技术委员会负责解释
本规范主要起草人:
刘年丰(中国计量科学研究院)
张 宇(贵州省计量测试院)
王玉琢(中国计量科学研究院)
参加起草人:
龙 波(贵州省计量测试院)
张大元(中国信息通信研究院)
马爱文(中国计量测试学会)
目 录
引言……………………………………………………………………………………… (Ⅱ)
1 范围…………………………………………………………………………………… (1)
2 引用文件……………………………………………………………………………… (1)
3 术语和计量单位……………………………………………………………………… (1)
4 缩略语………………………………………………………………………………… (1)
5 概述…………………………………………………………………………………… (1)
6 计量特性……………………………………………………………………………… (2)
6.1 1PPS时间偏差…………………………………………………………………… (2)
6.2 NTP时间偏差…………………………………………………………………… (2)
6.3 PTP时间偏差…………………………………………………………………… (2)
6.4 输出B码时间偏差……………………………………………………………… (2)
6.5 时间保持偏差……………………………………………………………………… (2)
6.6 相对频率偏差……………………………………………………………………… (2)
6.7 频率稳定度………………………………………………………………………… (2)
7 校准条件……………………………………………………………………………… (3)
7.1 环境条件…………………………………………………………………………… (3)
7.2 测量标准及其他设备……………………………………………………………… (3)
8 校准项目和校准方法………………………………………………………………… (4)
8.1 校准项目…………………………………………………………………………… (4)
8.2 校准方法…………………………………………………………………………… (4)
9 校准结果表达………………………………………………………………………… (7)
10 复校时间间隔……………………………………………………………………… (8)
附录A 校准记录格式………………………………………………………………… (9)
附录B 校准证书内页格式…………………………………………………………… (11)
附录C 不确定度评定示例…………………………………………………………… (12)
Ⅰ
JJF2198—2025
引 言
JJF1001 《通用计量术语及定义》、JJF1071—2010 《国家计量校准规范编写规则》
和JJF1059.1—2012 《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范制定工作的基
础性文件。
本规范为首次发布。
Ⅱ
JJF2198—2025
网络时间服务器校准规范
1 范围
本规范适用于网络时间服务器的校准。
2 引用文件
本规范引用了下列文件:
JJG181 石英晶体频率标准
JJF1724—2018 时码发生器校准规范
JJF1957—2021 铷原子频率标准校准规范
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文
件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。
3 术语和计量单位
3.1 网络时间服务器 networktimeserver
在网络中通过标准协议提供时间同步服务的授时设备。
3.2 时间偏差 timeoffset
网络时间服务器输出信号与参考时标信号的偏差。
3.3 时间保持偏差 time-keepingoffset
网络时间服务器在正常跟踪锁定外部时间信号并达到产品说明书规定的伺服时间
后,断开外部时间信号,使网络时间服务器工作在保持模式下,在其技术指标说明书规
定的保持时间内输出的1PPS信号与参考时标1PPS信号的偏差最大值。
注:单位为秒(s)。
4 缩略语
下列缩略语适用于本规范。
GNSS:全球卫星导航系统(GlobalNavigationSatelliteSystem)
IP:互联网协议(InternetProtocol)
NTP:网络时间协议(NetworkTimeProtocol)
PTP:精密授时协议(PreciseTimeProtocol)
PPS:秒脉冲(PulsePerSecond)
TOD:时间信息(TimeofDay)
5 概述
网络时间服务器是用于在网络中提供时间同步服务的授时设备,由参考信号输入单
元、本地时间保持单元、信号输出单元组成(见图1)。参考信号输入单元获取外部时
1
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间信息;本地时间保持单元接收参考信号输入单元的时间信号对本地时钟进行同步,并
利用主振器进行时间保持;信号输出单元根据本地的时间频率信号,对外提供1PPS+
TOD信号、频率信号、B码、NTP服务、PTP服务等。
图1 网络时间服务器工作原理示意图
6 计量特性
6.1 1PPS时间偏差
±(30ns~2μs)。
6.2 NTP时间偏差
优于±100ms。
6.3 PTP时间偏差
优于±10μs。
6.4 输出B码时间偏差
B(DC)码:±(100ns~20μs);
B(AC)码:±(1μs~20μs)。
6.5 时间保持偏差
±(5μs~1ms)(保持时间24h)。
6.6 相对频率偏差
表1分别给出了主振器为石英晶体频率标准、铷原子频率标准的相对频率偏差。
表1 相对频率偏差
主振器类型相对频率偏差
石英晶体频率标准±(1×10-8~1×10-10)
铷原子频率标准±(2×10-10~2×10-11)
6.7 频率稳定度
表2分别给出了主振器为石英晶体频率标准、铷原子频率标准的频率稳定度。
2
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表2 频率稳定度
主振器类型频率稳定度
石英晶体频率标准1×10-10~1×10-12 (取样时间1s)
铷原子频率标准5×10-11~2×10-12 (取样时间1s)
注:以上指标仅供参考。
7 校准条件
7.1 环境条件
7.1.1 温度
在(20~25)℃范围内任选一点,校准过程中环境温度的变化不超过±1 ℃,且不
应有温度突变。
7.1.2 湿度
相对湿度:≤80%。
7.1.3 供电电源
电压:220 (1±10%)V;
频率:50 (1±2%)Hz。
7.1.4 其他
周围无影响仪器正常工作的电磁干扰和机械振动。
7.2 测量标准及其他设备
7.2.1 参考频标
输出频率:5MHz、10MHz;
频率稳定度优于被校网络时间服务器相同取样时间频率稳定度的1/3;
相对频率偏差优于被校网络时间服务器主振器相对频率偏差一个数量级。
7.2.2 参考时标
时间偏差优于被校网络时间服务器时间偏差的1/3;
具有1PPS信号输出功能。
7.2.3 频标比对器
输入频率:5MHz、10MHz;
比对不确定度(用阿伦标准偏差表示)应优于被校网络时间服务器相同取样时间频
率稳定度的1/3。
7.2.4 时间间隔测量仪
测量范围:30ns~1s;
时间间隔测量最大允许误差:±1ns;
相对频率偏差优于被校网络时间服务器主振器相对频率偏差一个数量级,或具有外
接参考频标功能。
7.2.5 时间综合测试仪
时间偏差优于被校网络时间服务器时间偏差的1/3,或具有外接参考时标功能;
3
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具有NTP服务、PTP服务和B码测量功能。
7.2.6 示波器
通道数:≥2;
带宽:≥200MHz;
时间间隔测量最大允许误差:±0.2% (0.5ns/div~5s/div)。
8 校准项目和校准方法
8.1 校准项目
校准项目见表3。
表3 校准项目一览表
序号校准项目名称校准方法的条款
1 外观及工作正常性检查8.2.1
2 1PPS时间偏差8.2.2
3 NTP时间偏差8.2.3
4 PTP时间偏差8.2.4
5 输出B码时间偏差8.2.5
6 时间保持偏差8.2.6
7 相对频率偏差8.2.7
8 频率稳定度8.2.8
8.2 校准方法
8.2.1 外观及工作正常性检查
目测被校网络时间服务器外观,仪器名称、型号、制造单位、出厂编号及输入输出
接口标识清晰。通电后,仪器应正常工作。
8.2.2 1PPS时间偏差
按图2连接仪器,参考时标1PPS输出信号与被校网络时间服务器1PPS输出信号
的连接线缆长度相同。被校网络时间服务器正常锁定外参考信号并达到说明书规定的驯
服时长和预热时长,设置时间间隔测量仪通道1及通道2的触发电平为信号幅度的
50%,由时间间隔测量仪测量得到被校网络时间服务器与参考时标1PPS24h的时间偏
差数据(取样时间1s),按式(1)计算1PPS时间偏差。
4
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图2 1PPS时间偏差校准示意图
ΔTA =1 NΣN
i=1ΔT1PPS,i (1)
式中:
ΔTA ———1PPS时间偏差,ns;
ΔT1PPS,i ———时间间隔测量仪第i 秒测得的时间偏差测量值,ns;
N ———有效取样个数。
8.2.3 NTP时间偏差
8.2.3.1 局域网/直连测量条件下
按图3连接仪器,被校网络时间服务器正常锁定外参考信号并达到仪器说明书规定
的驯服和预热时间,被校网络时间服务器与时间综合测试仪通过网线直连(或在同一局
域网),设置时间综合测试仪与被校网络时间服务器的IP地址在同一网段,时间综合测
试仪工作在NTP测量模式,轮询时间为1s,连续测量4h以上,按式(2)计算NTP
时间偏差。
图3 NTP时间偏差局域网/直连测量条件下校准示意图
ΔTNTP =1 NΣN
i=1ΔTNTP,i (2)
式中:
ΔTNTP ———NTP时间偏差,ms;
ΔTNTP,i ———时间综合测试仪NTP测量模式下第i 秒测得的时间偏差测量值,ms。
8.2.3.2 广域网测量条件下
被校网络时间服务器具有公开可访问的静态IP地址,按图4将时间综合测试仪接
入广域网,被校网络时间服务器正常锁定外参考信号并达到仪器说明书规定的驯服和预
热时间,将被校网络时间服务器的IP地址输入时间综合测试仪,时间综合测试仪工作
在NTP测量模式下,轮询时间为1s,连续测量4h以上,按式(2)计算NTP 时
间偏差。
图4 NTP时间偏差广域网测量条件下校准示意图
5
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8.2.4 PTP时间偏差
按图5连接仪器,被校网络时间服务器正常锁定外参考信号并达到仪器说明书规定
的驯服和预热时间,被校网络时间服务器的网口与时间综合测试仪的网口通过网线直
连,设置时间综合测试仪与被校网络时间服务器的IP地址在同一网段,时间综合测试
仪工作在PTP测量模式下,同步报文设置为1次/s,连续测量4h以上,按式(3)计
算PTP时间偏差。
图5 PTP时间偏差校准示意图
ΔTPTP =1 NΣN
i=1ΔTPTP,i (3)
式中:
ΔTPTP ———PTP时间偏差,ns;
ΔTPTP,i ———时间综合测试仪PTP测量模式下第i 秒测得的时间偏差测量值,ns。
8.2.5 输出B码时间偏差
8.2.5.1 示波器法
被校网络时间服务器正常锁定外参考信号并达到说明书规定的驯服和预热时间,参
照JJF1724—2018中7.2.3和7.2.4规定的校准方法,用示波器测量输出B(DC)码和
B(AC)码时间偏差。
8.2.5.2 时间综合测试仪法
按图6连接仪器,被校网络时间服务器正常锁定外参考信号并达到仪器说明书规定
的驯服和预热时间,时间综合测试仪工作在B(DC)/B(AC)码测量模式,连续测量4h以
上,按式(4)计算输出B(DC)码时间偏差,按式(5)计算输出B(AC)码时间偏差。
图6 输出B码时间偏差校准示意图
ΔTB(DC)=1 NΣN
i=1ΔTB(DC),i (4)
式中:
ΔTB(DC) ———输出B(DC)码时间偏差,μs;
ΔTB(DC),i ———时间综合测试仪B(DC)码测量模式下第i 秒测得的时间偏差测量
值,μs。
ΔTB(AC)=1 NΣN
i=1ΔTB(AC),i (5)
式中:
ΔTB(AC) ———输出B(AC)码时间偏差,μs;
ΔTB(AC),i ———时间综合测试仪B(AC)码测量模式下第i 秒测得的时间偏差测量
6
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值,μs。
8.2.6 时间保持偏差
按图2连接仪器,被校网络时间服务器正常锁定外参考信号并达到说明书规定的驯
服和预热时间后,断开天线,使其工作在保持模式下,由时间间隔测量仪测量得到被校
网络时间服务器与参考时标1PPS24h (或根据说明书给出的保持时间)的时间偏差数
据(取样时间1s),按式(6)计算时间保持偏差。
ΔT =ΔTmax (6)
式中:
ΔT ———时间保持偏差,μs;
ΔTmax ———时间保持期间绝对值最大的时间偏差测量值,μs。
8.2.7 相对频率偏差
被校网络时间服务器先断开外参考信号再开机,并达到仪器说明书规定的预热时
间,当主振器为石英晶体频率标准时,相对频率偏差按JJG181进行校准;当主振器为
铷原子频率标准时,相对频率偏差按JJF1957—2021进行校准。
8.2.8 频率稳定度
被校网络时间服务器先断开外参考信号再开机,并达到仪器说明书规定的预热时
间,当主振器为石英晶体频率标准时,频率稳定度按JJG181进行校准;当主振器为铷
原子频率标准时,频率稳定度按JJF1957—2021进行校准。
9 校准结果表达
校准证书应至少包括以下内容:
a)标题“校准证书”;
b)实验室名称和地址;
c)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);
d)证书或报告的唯一性标识(如编号),每页及总页数的标识;
e)客户的名称和地址;
f)被校对象的描述和明确标识;
g)进行校准的日期,如果与校准结果的有效性和应用有关时,应说明被校对象的
接收日期;
h)如果与校准结果的有效性或应用有关时,应对被校样品的抽样程序进行说明;
i)对校准所依据的技术规范的标识,包括名称及代号;
j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;
k)校准环境的描述;
l)校准结果及其测量不确定度的说明;
m)对校准规范的偏离的说明;
n)校准证书和校准报告签发人的签名、职务或等效标识;
o)校准结果仅对被校对象有效的声明;
p)未经实验室书面批准,不得部分复制证书或报告的声明。
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10 复校时间间隔
复校时间间隔由用户根据使用情况自行决定,建议不超过12个月。
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附录A
校准记录格式
A.1 外观及工作正常性检查:
检查项目结果
外观
工作正常性
A.2 1PPS时间偏差:
校准项目不确定度U (k =2)
1PPS时间偏差
A.3 NTP时间偏差:
NTP时间偏差不确定度U (k =2)
A.4 PTP时间偏差:
PTP时间偏差不确定度U (k =2)
A.5 输出B码时间偏差:
A.5.1 输出B(DC)码时间偏差:
输出B(DC)码时间偏差不确定度U (k =2)
A.5.2 输出B(AC)码时间偏差:
输出B(AC)码时间偏差不确定度U (k =2)
A.6 时间保持偏差:
时间保持偏差不确定度U (k =2)
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A.7 主振器性能
A.7.1 相对频率偏差:
相对频率偏差取样时间不确定度U (k =2)
A.7.2 频率稳定度:
频率稳定度取样时间不确定度U (k =2)
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附录B
校准证书内页格式
B.1 外观及工作正常性检查
检查项目结果
外观
工作正常性
B.2 1PPS时间偏差
ΔTA=
扩展不确定度:U = (k =2)
B.3 NTP时间偏差
ΔTNTP=
扩展不确定度:U = (k =2)
B.4 PTP时间偏差
ΔTPTP=
扩展不确定度:U = (k =2)
B.5 输出B码时间偏差
B.5.1 输出B(DC)码时间偏差
ΔTB(DC)=
扩展不确定度:U = (k =2)
B.5.2 输出B(AC)码时间偏差
ΔTB(AC)=
扩展不确定度:U = (k =2)
B.6 时间保持偏差
ΔT =
扩展不确定度:U = (k =2)
B.7 主振器性能
B.7.1 相对频率偏差
y=
扩展不确定度:U = (k =2)
B.7.2 频率稳定度
取样时间τ 频率稳定度不确定度U (k =2)
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附录C
不确定度评定示例
C.1 1PPS时间偏差校准结果不确定度评定
C.1.1 测量方法
测量方法参见8.2.2,参考时标1PPS输出信号与被校网络时间服务器1PPS输出
信号的连接线缆长度相同,设置时间间隔测量仪通道1、2的触发电平,由时间间隔测
量仪测量得到被校网络时间服务器与参考时标的时间偏差(取样时间1s)。
C.1.2 测量模型
测量模型按式(C.1)建立。
ΔTA =1 NΣN
i=1ΔT1PPS,i (C.1)
式中:
ΔTA ———1PPS时间偏差,ns;
ΔT1PPS,i ———时间间隔测量仪第i 秒测得的时间偏差测量值,ns;
N ———有效取样个数。
C.1.3 不确定度来源
测量不确定度主要来源包括:
a)参考时标不准确引入的不确定度;
b)时间间隔测量仪测量能力引入的不确定度;
c)测量重复性引入的不确定度。
C.1.4 标准不确定度评定
C.1.4.1 参考时标不准确引入的标准不确定度u1
参考时标不准确引入的误差为10ns,按B类方法评定,设为均匀分布,包含因子
k = 3 ,则:
u1 =10ns
3 ≈5.77ns
C.1.4.2 时间间隔计数器测量能力引入的标准不确定度u2
时间间隔计数器SR620 时间测量最大允许误差±1ns,按B类方法评定,包含因
子k = 3 ,则:
u2 =1ns
3 ≈0.58ns
C.1.4.3 测量重复性引入的标准不确定度u3
对被校网络时间服务器输出的1PPS信号连续测量24h共86400次,用贝塞尔法
计算实验标准偏差为:
s(ΔT1PPS)=0.1ns
故测量重复性引入的标准不确定度为:
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u3 =
s ΔT1PPS
N
= 0.1ns
86400 ≈3.4×10-4ns
C.1.5 合成标准不确定度
标准不确定度汇总见表C.1。
表C.1 标准不确定度汇总表
不确定度来源标准不确定度符号标准不确定度
参考时标不准确u1 5.77ns
时间间隔测量仪测量能力u2 0.58ns
测量重复性u3 3.4×10-4ns
表C.1各输入量的不确定度分量互不相关,合成标准不确定度为:
uc= u21 +u22 +u23 ≈5.8ns
C.1.6 扩展不确定度
取包含因子k=2,扩展不确定度为:
U =2×5.8ns≈12ns
C.2 NTP时间偏差校准结果不确定度评定
C.2.1 测量方法
测量方法参见8.2.3,被校网络时间服务器与时间综合测试仪通过网线直连(或在
同一局域网),设置时间综合测试仪与被校网络时间服务器的IP地址在同一网段,时间
综合测试仪工作在NTP测量模式下。
C.2.2 测量模型
测量模型按式(C.2)建立。
ΔTNTP =1 NΣN
i=1ΔTNTP,i (C.2)
式中:
ΔTNTP ———NTP时间偏差,ms;
ΔTNTP,i ———时间综合测试仪NTP测量模式下第i 秒测得的时间偏差测量值,ms;
N ———有效取样个数。
C.2.3 不确定度来源
测量不确定度主要来源包括:
a)参考时标时间偏差引入的不确定度;
b)测量重复性引入的不确定度;
c)时间综合测试仪与被校网络时间服务器之间往返延时引入的不确定度;
d)时间综合测试仪NTP测量误差引入的不确定度。
C.2.4 标准不确定度评定
C.2.4.1 参考时标时间偏差引入的标准不确定度u1
参考时标不准确引入的误差为10ns,按B类方法评定,设为均匀分布,包含因子
13
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k = 3 ,则:
u1 =10ns
3 ≈5.77ns
C.2.4.2 测量重复性引入的标准不确定度u2
对被校网络时间服务器的连续测量24h共86400次,用贝塞尔法计算实验标准偏
差为:
s(ΔTNTP)=4.15μs
故测量重复性引入的标准不确定度为:
u2 =
s ΔTNTP
N
=4.15μs
86400 ≈14.12ns
C.2.4.3 往返延时引入的标准不确定度u3
对被校网络时间服务器的连续测量24h共86400次,每次测量都具有往返延时
δi ,其引入的不确定度为:
uδ,i =12
δi
往返延时视为均匀分布,包含因子k = 3 ,按式(C.3)计算往返延时引入的标准
不确定度为:
u3 = 1
3
uδ,i,max ≈37.96μs (C.3)
式中:
uδ,i,max ———往返延时δi 引入不确定度的最大值。
C.2.4.4 时间综合测试仪NTP测量误差引入的标准不确定度u4
根据说明书给出的技术指标,时间综合测试仪NTP测量误差为±35ns,引入的不
确定度按B 类方法评定,区间半宽度a =35ns,视其为均匀分布,包含因子k =
3 ,则:
u4 =a
k =35ns
3 ≈20.21ns
C.2.5 合成标准不确定度
标准不确定度汇总见表C.2。
表C.2 标准不确定度汇总表
不确定度来源标准不确定度符号标准不确定度
参考时标时间偏差u1 5.77ns
测量重复性u2 14.12ns
往返延时u3 37.96μs
时间综合测试仪NTP测量误差u4 20.21ns
表C.2各输入量的不确定度分量互不相关,合成标准不确定度为:
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uc= u21 +u22 +u23 +u24 ≈38.0μs
C.2.6 扩展不确定度
取包含因子k=2,扩展不确定度为:
U =2×38.0μs=76μs
C.3 PTP时间偏差校准结果不确定度评定
C.3.1 测量方法
测量方法参见8.2.4,被校网络时间服务器的网口与时间综合测试仪的网口通过网
线直连,设置时间综合测试仪与被校网络时间服务器的IP地址在同一网段,时间综合
测试仪工作在PTP测量模式,同步报文设置为1次/s,进行连续测量。
C.3.2 测量模型
测量模型按式(C.4)建立。
ΔTPTP =1 NΣN
i=1ΔTPTP,i (C.4)
式中:
ΔTPTP ———PTP时间偏差,ns;
ΔTPTP,i ———PTP测量模式下第i 秒测得的时间偏差测量值,ns。
C.3.3 不确定度来源
测量不确定度主要来源包括:
a)参考时标时间偏差引入的不确定度;
b)测量重复性引入的不确定度;
c)时间综合测试仪与被校网络时间服务器之间往返延时引入的不确定度;
d)时间综合测试仪PTP测量误差引入的不确定度。
C.3.4 标准不确定度评定
C.3.4.1 参考时标时间偏差引入的标准不确定度u1
参考时标不准确引入的误差为10ns,按B类方法评定,设为均匀分布,包含因子
k = 3 ,则:
u1 =10ns
3 ≈5.77ns
C.3.4.2 测量重复性引入的标准不确定度u2
对被校网络时间服务器的连续测量24h共86400次,用贝塞尔法计算实验标准偏
差为:
s(ΔTPTP)=3.6ns
故测量重复性引入的标准不确定度为:
u2 =
s ΔTPTP
N
= 3.6ns
86400 ≈12.2ps
C.3.4.3 往返延时引入的标准不确定度u3
对被校网络时间服务器的连续测量24h共86400次,每次测量都具有往返延时
δi ,其引入的不确定度为:
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uδ,i =12
δi
往返延时视为均匀分布,包含因子k = 3 ,按式(C.5)计算往返延时引入的标准
不确定度为:
u3 = 1
3
uδ,i,max ≈129.3ns (C.5)
式中:
uδ,i,max ———往返延时δi 引入不确定度的最大值。
C.3.4.4 时间综合测试仪PTP测量误差引入的标准不确定度u4
根据说明书给出的技术指标,时间综合测试仪PTP测量误差为±35ns,引入的不
确定度按B 类方法评定,区间半宽度a =35ns,视其为均匀分布,包含因子k =
3 ,则:
u4 =a
k =35ns
3 ≈20.21ns
C.3.5 合成标准不确定度
标准不确定度汇总见表C.3。
表C.3 标准不确定度汇总表
不确定度来源标准不确定度符号标准不确定度
参考时标时间偏差u1 5.77ns
测量重复性u2 12.2ps
往返延时u3 129.3ns
时间综合测试仪PTP测量误差u4 20.21ns
表C.3各输入量的不确定度分量互不相关,合成标准不确定度为:
uc= u21 +u22 +u23 +u24 ≈132.2ns
C.3.6 扩展不确定度
取包含因子k=2,扩展不确定度为:
U =2×132.2ns≈265ns
C.4 输出B(DC)码时间偏差校准结果不确定度评定
C.4.1 测量方法
测量方法参见8.2.5,被校网络时间服务器正常锁定GNSS信号并达到仪器说明书
规定的驯服和预热时间,时间综合测试仪工作在B(DC)码测量模式,连续测量24h。
C.4.2 测量模型
测量模型按式(C.6)建立。
ΔTB(DC)=1 NΣN
i=1ΔTB(DC),i (C.6)
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JJF2198—2025
式中:
ΔTB(DC) ———输出B(DC)码时间偏差,μs;
ΔTB(DC),i ———B(DC)码测量模式下第i 秒测得的时间偏差测量值,μs。
C.4.3 不确定度来源
测量不确定度主要来源包括:
a)参考时标时间偏差引入的不确定度;
b)时间综合测试仪B(DC)码测量误差引入的不确定度;
c)测量重复性引入的不确定度。
C.4.4 标准不确定度评定
C.4.4.1 参考时标时间偏差引入的标准不确定度u1
参考时标不准确引入的误差为10ns,按B类方法评定,设为均匀分布,包含因子
k = 3 ,则:
u1 =10ns
3 ≈5.77ns
C.4.4.2 时间综合测试仪B(DC)码测量误差引入的标准不确定度u2
根据说明书给出的技术指标,时间综合测试仪B(DC)码测量误差为±25ns,引入
的不确定度按B类方法评定,区间半宽度a=25ns,视其为均匀分布,包含因子k =
3 ,则:
u2 =a
k =25ns
3 ≈14.43ns
C.4.4.3 测量重复性引入的标准不确定度u3
对被校网络时间服务器连续测量24h,用贝塞尔法计算实验标准偏差为:
s[ΔTB(DC)]=2.6ns
故测量重复性引入的标准不确定度为:
u3 =
s ΔTB(DC)
N
= 2.6ns
86400 ≈8.84ps
C.4.5 合成标准不确定度
标准不确定度汇总见表C.4。
表C.4 标准不确定度汇总表
不确定度来源标准不确定度符号标准不确定度
参考时标时间偏差u1 5.77ns
时间综合测试仪B(DC)码
测量误差
u2 14.43ns
测量重复性u3 8.84ps
表C.4各输入量的不确定度分量互不相关,合成标准不确定度为:
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uc= u21 +u22 +u23 ≈15.6ns
C.4.6 扩展不确定度
取包含因子k=2,扩展不确定度为:
U =2×15.6ns≈32ns
C.5 输出B(AC)码时间偏差校准结果不确定度评定
C.5.1 测量方法
测量方法参见8.2.5,被校网络时间服务器正常锁定GNSS信号并达到仪器说明书
规定的驯服和预热时间,时间综合测试仪工作在B(AC)码测量模式,连续测量24h。
C.5.2 测量模型
测量模型按式(C.7)建立。
ΔTB(AC)=1 NΣN
i=1ΔTB(AC),i (C.7)
式中:
ΔTB(AC) ———输出B(AC)码时间偏差,μs;
ΔTB(AC),i ———B(AC)码测量模式下第i 秒测得的时间偏差测量值,μs。
C.5.3 不确定度来源
测量不确定度主要来源包括:
a)参考时标时间偏差引入的不确定度;
b)时间综合测试仪B(AC)码测量误差引入的不确定度;
c)测量重复性引入的不确定度。
C.5.4 标准不确定度评定
C.5.4.1 参考时标时间偏差引入的标准不确定度u1
参考时标不准确引入的误差为10ns,按B类方法评定,设为均匀分布,包含因子
k = 3 ,则:
u1 =10ns
3 ≈5.77ns
C.5.4.2 时间综合测试仪B(AC)码测量误差引入的标准不确定度u2
时间综合测试仪B(DC)码测量误差为±1μs,引入的不确定度按B类方法评定,区
间半宽度a=1μs,视其为均匀分布,包含因子k = 3 ,则:
u2 =a
k =1μs
3 ≈0.58μs
C.5.4.3 测量重复性引入的标准不确定度u3
对被校网络时间服务器连续测量24h,用贝塞尔法计算实验标准偏差为:
s[ΔTB(AC)]=205.1ns
故测量重复性引入的标准不确定度为:
u3 =
s ΔTB(AC)
N
=205.1ns
86400 ≈0.70ns
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C.5.5 合成标准不确定度
标准不确定度汇总见表C.5。
表C.5 标准不确定度汇总表
不确定度来源标准不确定度符号标准不确定度
参考时标时间偏差u1 5.77ns
时间综合测试仪B(AC)码
测量误差
u2 0.58μs
测量重复性u3 0.70ns
表C.5各输入量的不确定度分量互不相关,合成标准不确定度为:
uc= u21 +u22 +u23 ≈0.6μs
C.5.6 扩展不确定度
取包含因子k=2,扩展不确定度为:
U =2×0.6μs=1.2μs
注:以上不确定度评定示例中,当测量环境符合环境校准要求时,环境影响引入的不确定度分
量可以忽略不计,不再单独列出。
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JJF2198—2025
网络时间服务器校准规范
CalibrationSpecificationforNetworkTimeServers
2025-02-08发布2025-08-08实施
国家市场监督管理总局 发布
归口单位:全国时间频率计量技术委员会
主要起草单位:中国计量科学研究院
贵州省计量测试院
参加起草单位:中国信息通信研究院
中国计量测试学会
本规范委托全国时间频率计量技术委员会负责解释
本规范主要起草人:
刘年丰(中国计量科学研究院)
张 宇(贵州省计量测试院)
王玉琢(中国计量科学研究院)
参加起草人:
龙 波(贵州省计量测试院)
张大元(中国信息通信研究院)
马爱文(中国计量测试学会)
目 录
引言……………………………………………………………………………………… (Ⅱ)
1 范围…………………………………………………………………………………… (1)
2 引用文件……………………………………………………………………………… (1)
3 术语和计量单位……………………………………………………………………… (1)
4 缩略语………………………………………………………………………………… (1)
5 概述…………………………………………………………………………………… (1)
6 计量特性……………………………………………………………………………… (2)
6.1 1PPS时间偏差…………………………………………………………………… (2)
6.2 NTP时间偏差…………………………………………………………………… (2)
6.3 PTP时间偏差…………………………………………………………………… (2)
6.4 输出B码时间偏差……………………………………………………………… (2)
6.5 时间保持偏差……………………………………………………………………… (2)
6.6 相对频率偏差……………………………………………………………………… (2)
6.7 频率稳定度………………………………………………………………………… (2)
7 校准条件……………………………………………………………………………… (3)
7.1 环境条件…………………………………………………………………………… (3)
7.2 测量标准及其他设备……………………………………………………………… (3)
8 校准项目和校准方法………………………………………………………………… (4)
8.1 校准项目…………………………………………………………………………… (4)
8.2 校准方法…………………………………………………………………………… (4)
9 校准结果表达………………………………………………………………………… (7)
10 复校时间间隔……………………………………………………………………… (8)
附录A 校准记录格式………………………………………………………………… (9)
附录B 校准证书内页格式…………………………………………………………… (11)
附录C 不确定度评定示例…………………………………………………………… (12)
Ⅰ
JJF2198—2025
引 言
JJF1001 《通用计量术语及定义》、JJF1071—2010 《国家计量校准规范编写规则》
和JJF1059.1—2012 《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范制定工作的基
础性文件。
本规范为首次发布。
Ⅱ
JJF2198—2025
网络时间服务器校准规范
1 范围
本规范适用于网络时间服务器的校准。
2 引用文件
本规范引用了下列文件:
JJG181 石英晶体频率标准
JJF1724—2018 时码发生器校准规范
JJF1957—2021 铷原子频率标准校准规范
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文
件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。
3 术语和计量单位
3.1 网络时间服务器 networktimeserver
在网络中通过标准协议提供时间同步服务的授时设备。
3.2 时间偏差 timeoffset
网络时间服务器输出信号与参考时标信号的偏差。
3.3 时间保持偏差 time-keepingoffset
网络时间服务器在正常跟踪锁定外部时间信号并达到产品说明书规定的伺服时间
后,断开外部时间信号,使网络时间服务器工作在保持模式下,在其技术指标说明书规
定的保持时间内输出的1PPS信号与参考时标1PPS信号的偏差最大值。
注:单位为秒(s)。
4 缩略语
下列缩略语适用于本规范。
GNSS:全球卫星导航系统(GlobalNavigationSatelliteSystem)
IP:互联网协议(InternetProtocol)
NTP:网络时间协议(NetworkTimeProtocol)
PTP:精密授时协议(PreciseTimeProtocol)
PPS:秒脉冲(PulsePerSecond)
TOD:时间信息(TimeofDay)
5 概述
网络时间服务器是用于在网络中提供时间同步服务的授时设备,由参考信号输入单
元、本地时间保持单元、信号输出单元组成(见图1)。参考信号输入单元获取外部时
1
JJF2198—2025
间信息;本地时间保持单元接收参考信号输入单元的时间信号对本地时钟进行同步,并
利用主振器进行时间保持;信号输出单元根据本地的时间频率信号,对外提供1PPS+
TOD信号、频率信号、B码、NTP服务、PTP服务等。
图1 网络时间服务器工作原理示意图
6 计量特性
6.1 1PPS时间偏差
±(30ns~2μs)。
6.2 NTP时间偏差
优于±100ms。
6.3 PTP时间偏差
优于±10μs。
6.4 输出B码时间偏差
B(DC)码:±(100ns~20μs);
B(AC)码:±(1μs~20μs)。
6.5 时间保持偏差
±(5μs~1ms)(保持时间24h)。
6.6 相对频率偏差
表1分别给出了主振器为石英晶体频率标准、铷原子频率标准的相对频率偏差。
表1 相对频率偏差
主振器类型相对频率偏差
石英晶体频率标准±(1×10-8~1×10-10)
铷原子频率标准±(2×10-10~2×10-11)
6.7 频率稳定度
表2分别给出了主振器为石英晶体频率标准、铷原子频率标准的频率稳定度。
2
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表2 频率稳定度
主振器类型频率稳定度
石英晶体频率标准1×10-10~1×10-12 (取样时间1s)
铷原子频率标准5×10-11~2×10-12 (取样时间1s)
注:以上指标仅供参考。
7 校准条件
7.1 环境条件
7.1.1 温度
在(20~25)℃范围内任选一点,校准过程中环境温度的变化不超过±1 ℃,且不
应有温度突变。
7.1.2 湿度
相对湿度:≤80%。
7.1.3 供电电源
电压:220 (1±10%)V;
频率:50 (1±2%)Hz。
7.1.4 其他
周围无影响仪器正常工作的电磁干扰和机械振动。
7.2 测量标准及其他设备
7.2.1 参考频标
输出频率:5MHz、10MHz;
频率稳定度优于被校网络时间服务器相同取样时间频率稳定度的1/3;
相对频率偏差优于被校网络时间服务器主振器相对频率偏差一个数量级。
7.2.2 参考时标
时间偏差优于被校网络时间服务器时间偏差的1/3;
具有1PPS信号输出功能。
7.2.3 频标比对器
输入频率:5MHz、10MHz;
比对不确定度(用阿伦标准偏差表示)应优于被校网络时间服务器相同取样时间频
率稳定度的1/3。
7.2.4 时间间隔测量仪
测量范围:30ns~1s;
时间间隔测量最大允许误差:±1ns;
相对频率偏差优于被校网络时间服务器主振器相对频率偏差一个数量级,或具有外
接参考频标功能。
7.2.5 时间综合测试仪
时间偏差优于被校网络时间服务器时间偏差的1/3,或具有外接参考时标功能;
3
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具有NTP服务、PTP服务和B码测量功能。
7.2.6 示波器
通道数:≥2;
带宽:≥200MHz;
时间间隔测量最大允许误差:±0.2% (0.5ns/div~5s/div)。
8 校准项目和校准方法
8.1 校准项目
校准项目见表3。
表3 校准项目一览表
序号校准项目名称校准方法的条款
1 外观及工作正常性检查8.2.1
2 1PPS时间偏差8.2.2
3 NTP时间偏差8.2.3
4 PTP时间偏差8.2.4
5 输出B码时间偏差8.2.5
6 时间保持偏差8.2.6
7 相对频率偏差8.2.7
8 频率稳定度8.2.8
8.2 校准方法
8.2.1 外观及工作正常性检查
目测被校网络时间服务器外观,仪器名称、型号、制造单位、出厂编号及输入输出
接口标识清晰。通电后,仪器应正常工作。
8.2.2 1PPS时间偏差
按图2连接仪器,参考时标1PPS输出信号与被校网络时间服务器1PPS输出信号
的连接线缆长度相同。被校网络时间服务器正常锁定外参考信号并达到说明书规定的驯
服时长和预热时长,设置时间间隔测量仪通道1及通道2的触发电平为信号幅度的
50%,由时间间隔测量仪测量得到被校网络时间服务器与参考时标1PPS24h的时间偏
差数据(取样时间1s),按式(1)计算1PPS时间偏差。
4
JJF2198—2025
图2 1PPS时间偏差校准示意图
ΔTA =1 NΣN
i=1ΔT1PPS,i (1)
式中:
ΔTA ———1PPS时间偏差,ns;
ΔT1PPS,i ———时间间隔测量仪第i 秒测得的时间偏差测量值,ns;
N ———有效取样个数。
8.2.3 NTP时间偏差
8.2.3.1 局域网/直连测量条件下
按图3连接仪器,被校网络时间服务器正常锁定外参考信号并达到仪器说明书规定
的驯服和预热时间,被校网络时间服务器与时间综合测试仪通过网线直连(或在同一局
域网),设置时间综合测试仪与被校网络时间服务器的IP地址在同一网段,时间综合测
试仪工作在NTP测量模式,轮询时间为1s,连续测量4h以上,按式(2)计算NTP
时间偏差。
图3 NTP时间偏差局域网/直连测量条件下校准示意图
ΔTNTP =1 NΣN
i=1ΔTNTP,i (2)
式中:
ΔTNTP ———NTP时间偏差,ms;
ΔTNTP,i ———时间综合测试仪NTP测量模式下第i 秒测得的时间偏差测量值,ms。
8.2.3.2 广域网测量条件下
被校网络时间服务器具有公开可访问的静态IP地址,按图4将时间综合测试仪接
入广域网,被校网络时间服务器正常锁定外参考信号并达到仪器说明书规定的驯服和预
热时间,将被校网络时间服务器的IP地址输入时间综合测试仪,时间综合测试仪工作
在NTP测量模式下,轮询时间为1s,连续测量4h以上,按式(2)计算NTP 时
间偏差。
图4 NTP时间偏差广域网测量条件下校准示意图
5
JJF2198—2025
8.2.4 PTP时间偏差
按图5连接仪器,被校网络时间服务器正常锁定外参考信号并达到仪器说明书规定
的驯服和预热时间,被校网络时间服务器的网口与时间综合测试仪的网口通过网线直
连,设置时间综合测试仪与被校网络时间服务器的IP地址在同一网段,时间综合测试
仪工作在PTP测量模式下,同步报文设置为1次/s,连续测量4h以上,按式(3)计
算PTP时间偏差。
图5 PTP时间偏差校准示意图
ΔTPTP =1 NΣN
i=1ΔTPTP,i (3)
式中:
ΔTPTP ———PTP时间偏差,ns;
ΔTPTP,i ———时间综合测试仪PTP测量模式下第i 秒测得的时间偏差测量值,ns。
8.2.5 输出B码时间偏差
8.2.5.1 示波器法
被校网络时间服务器正常锁定外参考信号并达到说明书规定的驯服和预热时间,参
照JJF1724—2018中7.2.3和7.2.4规定的校准方法,用示波器测量输出B(DC)码和
B(AC)码时间偏差。
8.2.5.2 时间综合测试仪法
按图6连接仪器,被校网络时间服务器正常锁定外参考信号并达到仪器说明书规定
的驯服和预热时间,时间综合测试仪工作在B(DC)/B(AC)码测量模式,连续测量4h以
上,按式(4)计算输出B(DC)码时间偏差,按式(5)计算输出B(AC)码时间偏差。
图6 输出B码时间偏差校准示意图
ΔTB(DC)=1 NΣN
i=1ΔTB(DC),i (4)
式中:
ΔTB(DC) ———输出B(DC)码时间偏差,μs;
ΔTB(DC),i ———时间综合测试仪B(DC)码测量模式下第i 秒测得的时间偏差测量
值,μs。
ΔTB(AC)=1 NΣN
i=1ΔTB(AC),i (5)
式中:
ΔTB(AC) ———输出B(AC)码时间偏差,μs;
ΔTB(AC),i ———时间综合测试仪B(AC)码测量模式下第i 秒测得的时间偏差测量
6
JJF2198—2025
值,μs。
8.2.6 时间保持偏差
按图2连接仪器,被校网络时间服务器正常锁定外参考信号并达到说明书规定的驯
服和预热时间后,断开天线,使其工作在保持模式下,由时间间隔测量仪测量得到被校
网络时间服务器与参考时标1PPS24h (或根据说明书给出的保持时间)的时间偏差数
据(取样时间1s),按式(6)计算时间保持偏差。
ΔT =ΔTmax (6)
式中:
ΔT ———时间保持偏差,μs;
ΔTmax ———时间保持期间绝对值最大的时间偏差测量值,μs。
8.2.7 相对频率偏差
被校网络时间服务器先断开外参考信号再开机,并达到仪器说明书规定的预热时
间,当主振器为石英晶体频率标准时,相对频率偏差按JJG181进行校准;当主振器为
铷原子频率标准时,相对频率偏差按JJF1957—2021进行校准。
8.2.8 频率稳定度
被校网络时间服务器先断开外参考信号再开机,并达到仪器说明书规定的预热时
间,当主振器为石英晶体频率标准时,频率稳定度按JJG181进行校准;当主振器为铷
原子频率标准时,频率稳定度按JJF1957—2021进行校准。
9 校准结果表达
校准证书应至少包括以下内容:
a)标题“校准证书”;
b)实验室名称和地址;
c)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);
d)证书或报告的唯一性标识(如编号),每页及总页数的标识;
e)客户的名称和地址;
f)被校对象的描述和明确标识;
g)进行校准的日期,如果与校准结果的有效性和应用有关时,应说明被校对象的
接收日期;
h)如果与校准结果的有效性或应用有关时,应对被校样品的抽样程序进行说明;
i)对校准所依据的技术规范的标识,包括名称及代号;
j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;
k)校准环境的描述;
l)校准结果及其测量不确定度的说明;
m)对校准规范的偏离的说明;
n)校准证书和校准报告签发人的签名、职务或等效标识;
o)校准结果仅对被校对象有效的声明;
p)未经实验室书面批准,不得部分复制证书或报告的声明。
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JJF2198—2025
10 复校时间间隔
复校时间间隔由用户根据使用情况自行决定,建议不超过12个月。
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附录A
校准记录格式
A.1 外观及工作正常性检查:
检查项目结果
外观
工作正常性
A.2 1PPS时间偏差:
校准项目不确定度U (k =2)
1PPS时间偏差
A.3 NTP时间偏差:
NTP时间偏差不确定度U (k =2)
A.4 PTP时间偏差:
PTP时间偏差不确定度U (k =2)
A.5 输出B码时间偏差:
A.5.1 输出B(DC)码时间偏差:
输出B(DC)码时间偏差不确定度U (k =2)
A.5.2 输出B(AC)码时间偏差:
输出B(AC)码时间偏差不确定度U (k =2)
A.6 时间保持偏差:
时间保持偏差不确定度U (k =2)
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A.7 主振器性能
A.7.1 相对频率偏差:
相对频率偏差取样时间不确定度U (k =2)
A.7.2 频率稳定度:
频率稳定度取样时间不确定度U (k =2)
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附录B
校准证书内页格式
B.1 外观及工作正常性检查
检查项目结果
外观
工作正常性
B.2 1PPS时间偏差
ΔTA=
扩展不确定度:U = (k =2)
B.3 NTP时间偏差
ΔTNTP=
扩展不确定度:U = (k =2)
B.4 PTP时间偏差
ΔTPTP=
扩展不确定度:U = (k =2)
B.5 输出B码时间偏差
B.5.1 输出B(DC)码时间偏差
ΔTB(DC)=
扩展不确定度:U = (k =2)
B.5.2 输出B(AC)码时间偏差
ΔTB(AC)=
扩展不确定度:U = (k =2)
B.6 时间保持偏差
ΔT =
扩展不确定度:U = (k =2)
B.7 主振器性能
B.7.1 相对频率偏差
y=
扩展不确定度:U = (k =2)
B.7.2 频率稳定度
取样时间τ 频率稳定度不确定度U (k =2)
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附录C
不确定度评定示例
C.1 1PPS时间偏差校准结果不确定度评定
C.1.1 测量方法
测量方法参见8.2.2,参考时标1PPS输出信号与被校网络时间服务器1PPS输出
信号的连接线缆长度相同,设置时间间隔测量仪通道1、2的触发电平,由时间间隔测
量仪测量得到被校网络时间服务器与参考时标的时间偏差(取样时间1s)。
C.1.2 测量模型
测量模型按式(C.1)建立。
ΔTA =1 NΣN
i=1ΔT1PPS,i (C.1)
式中:
ΔTA ———1PPS时间偏差,ns;
ΔT1PPS,i ———时间间隔测量仪第i 秒测得的时间偏差测量值,ns;
N ———有效取样个数。
C.1.3 不确定度来源
测量不确定度主要来源包括:
a)参考时标不准确引入的不确定度;
b)时间间隔测量仪测量能力引入的不确定度;
c)测量重复性引入的不确定度。
C.1.4 标准不确定度评定
C.1.4.1 参考时标不准确引入的标准不确定度u1
参考时标不准确引入的误差为10ns,按B类方法评定,设为均匀分布,包含因子
k = 3 ,则:
u1 =10ns
3 ≈5.77ns
C.1.4.2 时间间隔计数器测量能力引入的标准不确定度u2
时间间隔计数器SR620 时间测量最大允许误差±1ns,按B类方法评定,包含因
子k = 3 ,则:
u2 =1ns
3 ≈0.58ns
C.1.4.3 测量重复性引入的标准不确定度u3
对被校网络时间服务器输出的1PPS信号连续测量24h共86400次,用贝塞尔法
计算实验标准偏差为:
s(ΔT1PPS)=0.1ns
故测量重复性引入的标准不确定度为:
12
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u3 =
s ΔT1PPS
N
= 0.1ns
86400 ≈3.4×10-4ns
C.1.5 合成标准不确定度
标准不确定度汇总见表C.1。
表C.1 标准不确定度汇总表
不确定度来源标准不确定度符号标准不确定度
参考时标不准确u1 5.77ns
时间间隔测量仪测量能力u2 0.58ns
测量重复性u3 3.4×10-4ns
表C.1各输入量的不确定度分量互不相关,合成标准不确定度为:
uc= u21 +u22 +u23 ≈5.8ns
C.1.6 扩展不确定度
取包含因子k=2,扩展不确定度为:
U =2×5.8ns≈12ns
C.2 NTP时间偏差校准结果不确定度评定
C.2.1 测量方法
测量方法参见8.2.3,被校网络时间服务器与时间综合测试仪通过网线直连(或在
同一局域网),设置时间综合测试仪与被校网络时间服务器的IP地址在同一网段,时间
综合测试仪工作在NTP测量模式下。
C.2.2 测量模型
测量模型按式(C.2)建立。
ΔTNTP =1 NΣN
i=1ΔTNTP,i (C.2)
式中:
ΔTNTP ———NTP时间偏差,ms;
ΔTNTP,i ———时间综合测试仪NTP测量模式下第i 秒测得的时间偏差测量值,ms;
N ———有效取样个数。
C.2.3 不确定度来源
测量不确定度主要来源包括:
a)参考时标时间偏差引入的不确定度;
b)测量重复性引入的不确定度;
c)时间综合测试仪与被校网络时间服务器之间往返延时引入的不确定度;
d)时间综合测试仪NTP测量误差引入的不确定度。
C.2.4 标准不确定度评定
C.2.4.1 参考时标时间偏差引入的标准不确定度u1
参考时标不准确引入的误差为10ns,按B类方法评定,设为均匀分布,包含因子
13
JJF2198—2025
k = 3 ,则:
u1 =10ns
3 ≈5.77ns
C.2.4.2 测量重复性引入的标准不确定度u2
对被校网络时间服务器的连续测量24h共86400次,用贝塞尔法计算实验标准偏
差为:
s(ΔTNTP)=4.15μs
故测量重复性引入的标准不确定度为:
u2 =
s ΔTNTP
N
=4.15μs
86400 ≈14.12ns
C.2.4.3 往返延时引入的标准不确定度u3
对被校网络时间服务器的连续测量24h共86400次,每次测量都具有往返延时
δi ,其引入的不确定度为:
uδ,i =12
δi
往返延时视为均匀分布,包含因子k = 3 ,按式(C.3)计算往返延时引入的标准
不确定度为:
u3 = 1
3
uδ,i,max ≈37.96μs (C.3)
式中:
uδ,i,max ———往返延时δi 引入不确定度的最大值。
C.2.4.4 时间综合测试仪NTP测量误差引入的标准不确定度u4
根据说明书给出的技术指标,时间综合测试仪NTP测量误差为±35ns,引入的不
确定度按B 类方法评定,区间半宽度a =35ns,视其为均匀分布,包含因子k =
3 ,则:
u4 =a
k =35ns
3 ≈20.21ns
C.2.5 合成标准不确定度
标准不确定度汇总见表C.2。
表C.2 标准不确定度汇总表
不确定度来源标准不确定度符号标准不确定度
参考时标时间偏差u1 5.77ns
测量重复性u2 14.12ns
往返延时u3 37.96μs
时间综合测试仪NTP测量误差u4 20.21ns
表C.2各输入量的不确定度分量互不相关,合成标准不确定度为:
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uc= u21 +u22 +u23 +u24 ≈38.0μs
C.2.6 扩展不确定度
取包含因子k=2,扩展不确定度为:
U =2×38.0μs=76μs
C.3 PTP时间偏差校准结果不确定度评定
C.3.1 测量方法
测量方法参见8.2.4,被校网络时间服务器的网口与时间综合测试仪的网口通过网
线直连,设置时间综合测试仪与被校网络时间服务器的IP地址在同一网段,时间综合
测试仪工作在PTP测量模式,同步报文设置为1次/s,进行连续测量。
C.3.2 测量模型
测量模型按式(C.4)建立。
ΔTPTP =1 NΣN
i=1ΔTPTP,i (C.4)
式中:
ΔTPTP ———PTP时间偏差,ns;
ΔTPTP,i ———PTP测量模式下第i 秒测得的时间偏差测量值,ns。
C.3.3 不确定度来源
测量不确定度主要来源包括:
a)参考时标时间偏差引入的不确定度;
b)测量重复性引入的不确定度;
c)时间综合测试仪与被校网络时间服务器之间往返延时引入的不确定度;
d)时间综合测试仪PTP测量误差引入的不确定度。
C.3.4 标准不确定度评定
C.3.4.1 参考时标时间偏差引入的标准不确定度u1
参考时标不准确引入的误差为10ns,按B类方法评定,设为均匀分布,包含因子
k = 3 ,则:
u1 =10ns
3 ≈5.77ns
C.3.4.2 测量重复性引入的标准不确定度u2
对被校网络时间服务器的连续测量24h共86400次,用贝塞尔法计算实验标准偏
差为:
s(ΔTPTP)=3.6ns
故测量重复性引入的标准不确定度为:
u2 =
s ΔTPTP
N
= 3.6ns
86400 ≈12.2ps
C.3.4.3 往返延时引入的标准不确定度u3
对被校网络时间服务器的连续测量24h共86400次,每次测量都具有往返延时
δi ,其引入的不确定度为:
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uδ,i =12
δi
往返延时视为均匀分布,包含因子k = 3 ,按式(C.5)计算往返延时引入的标准
不确定度为:
u3 = 1
3
uδ,i,max ≈129.3ns (C.5)
式中:
uδ,i,max ———往返延时δi 引入不确定度的最大值。
C.3.4.4 时间综合测试仪PTP测量误差引入的标准不确定度u4
根据说明书给出的技术指标,时间综合测试仪PTP测量误差为±35ns,引入的不
确定度按B 类方法评定,区间半宽度a =35ns,视其为均匀分布,包含因子k =
3 ,则:
u4 =a
k =35ns
3 ≈20.21ns
C.3.5 合成标准不确定度
标准不确定度汇总见表C.3。
表C.3 标准不确定度汇总表
不确定度来源标准不确定度符号标准不确定度
参考时标时间偏差u1 5.77ns
测量重复性u2 12.2ps
往返延时u3 129.3ns
时间综合测试仪PTP测量误差u4 20.21ns
表C.3各输入量的不确定度分量互不相关,合成标准不确定度为:
uc= u21 +u22 +u23 +u24 ≈132.2ns
C.3.6 扩展不确定度
取包含因子k=2,扩展不确定度为:
U =2×132.2ns≈265ns
C.4 输出B(DC)码时间偏差校准结果不确定度评定
C.4.1 测量方法
测量方法参见8.2.5,被校网络时间服务器正常锁定GNSS信号并达到仪器说明书
规定的驯服和预热时间,时间综合测试仪工作在B(DC)码测量模式,连续测量24h。
C.4.2 测量模型
测量模型按式(C.6)建立。
ΔTB(DC)=1 NΣN
i=1ΔTB(DC),i (C.6)
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式中:
ΔTB(DC) ———输出B(DC)码时间偏差,μs;
ΔTB(DC),i ———B(DC)码测量模式下第i 秒测得的时间偏差测量值,μs。
C.4.3 不确定度来源
测量不确定度主要来源包括:
a)参考时标时间偏差引入的不确定度;
b)时间综合测试仪B(DC)码测量误差引入的不确定度;
c)测量重复性引入的不确定度。
C.4.4 标准不确定度评定
C.4.4.1 参考时标时间偏差引入的标准不确定度u1
参考时标不准确引入的误差为10ns,按B类方法评定,设为均匀分布,包含因子
k = 3 ,则:
u1 =10ns
3 ≈5.77ns
C.4.4.2 时间综合测试仪B(DC)码测量误差引入的标准不确定度u2
根据说明书给出的技术指标,时间综合测试仪B(DC)码测量误差为±25ns,引入
的不确定度按B类方法评定,区间半宽度a=25ns,视其为均匀分布,包含因子k =
3 ,则:
u2 =a
k =25ns
3 ≈14.43ns
C.4.4.3 测量重复性引入的标准不确定度u3
对被校网络时间服务器连续测量24h,用贝塞尔法计算实验标准偏差为:
s[ΔTB(DC)]=2.6ns
故测量重复性引入的标准不确定度为:
u3 =
s ΔTB(DC)
N
= 2.6ns
86400 ≈8.84ps
C.4.5 合成标准不确定度
标准不确定度汇总见表C.4。
表C.4 标准不确定度汇总表
不确定度来源标准不确定度符号标准不确定度
参考时标时间偏差u1 5.77ns
时间综合测试仪B(DC)码
测量误差
u2 14.43ns
测量重复性u3 8.84ps
表C.4各输入量的不确定度分量互不相关,合成标准不确定度为:
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uc= u21 +u22 +u23 ≈15.6ns
C.4.6 扩展不确定度
取包含因子k=2,扩展不确定度为:
U =2×15.6ns≈32ns
C.5 输出B(AC)码时间偏差校准结果不确定度评定
C.5.1 测量方法
测量方法参见8.2.5,被校网络时间服务器正常锁定GNSS信号并达到仪器说明书
规定的驯服和预热时间,时间综合测试仪工作在B(AC)码测量模式,连续测量24h。
C.5.2 测量模型
测量模型按式(C.7)建立。
ΔTB(AC)=1 NΣN
i=1ΔTB(AC),i (C.7)
式中:
ΔTB(AC) ———输出B(AC)码时间偏差,μs;
ΔTB(AC),i ———B(AC)码测量模式下第i 秒测得的时间偏差测量值,μs。
C.5.3 不确定度来源
测量不确定度主要来源包括:
a)参考时标时间偏差引入的不确定度;
b)时间综合测试仪B(AC)码测量误差引入的不确定度;
c)测量重复性引入的不确定度。
C.5.4 标准不确定度评定
C.5.4.1 参考时标时间偏差引入的标准不确定度u1
参考时标不准确引入的误差为10ns,按B类方法评定,设为均匀分布,包含因子
k = 3 ,则:
u1 =10ns
3 ≈5.77ns
C.5.4.2 时间综合测试仪B(AC)码测量误差引入的标准不确定度u2
时间综合测试仪B(DC)码测量误差为±1μs,引入的不确定度按B类方法评定,区
间半宽度a=1μs,视其为均匀分布,包含因子k = 3 ,则:
u2 =a
k =1μs
3 ≈0.58μs
C.5.4.3 测量重复性引入的标准不确定度u3
对被校网络时间服务器连续测量24h,用贝塞尔法计算实验标准偏差为:
s[ΔTB(AC)]=205.1ns
故测量重复性引入的标准不确定度为:
u3 =
s ΔTB(AC)
N
=205.1ns
86400 ≈0.70ns
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C.5.5 合成标准不确定度
标准不确定度汇总见表C.5。
表C.5 标准不确定度汇总表
不确定度来源标准不确定度符号标准不确定度
参考时标时间偏差u1 5.77ns
时间综合测试仪B(AC)码
测量误差
u2 0.58μs
测量重复性u3 0.70ns
表C.5各输入量的不确定度分量互不相关,合成标准不确定度为:
uc= u21 +u22 +u23 ≈0.6μs
C.5.6 扩展不确定度
取包含因子k=2,扩展不确定度为:
U =2×0.6μs=1.2μs
注:以上不确定度评定示例中,当测量环境符合环境校准要求时,环境影响引入的不确定度分
量可以忽略不计,不再单独列出。
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