近日，中国科学院国家授时中心科研人员在指数滤波型AT1时间尺度算法研究方面取得积极进展。指数滤波型AT1算法是一种忽略测量不确定度、能够短时迭代的时间尺度算法，具有良好的实时性。该项研究利用守时系统比对先验信息及构建动态预测模型，有效改善了指数滤波型AT1时间尺度的长期稳定度性能，为守时系统实时频率驾驭等应用奠定了良好的基础。

该研究提出了一种基于先验信息的改进型AT1算法（IAAPI），解决了传统AT 1算法在原子钟存在显著频率漂移时，其长期稳定性下降的问题，并通过融合先验信息与多项式最小二乘拟合优化算法模型，从初始值修正与动态迭代调整两方面进行了改进。该方法利用守时系统的历史观测数据，通过多项式最小二乘拟合估计原子钟的相位、频率及频率漂移参数，优化AT1算法的初始值设置，在动态迭代过程中，引入相位的实时更新机制，结合指数平滑系数动态调整频率预测模型，并利用三角帽法计算单钟Allan方差以优化权重分配，从而抑制了趋势项累积。

研究结果表明：相较于加权平均时间尺度和传统AT1算法，该方法形成的时间尺度波动范围显著缩小且长期稳定度明显提升。

图1 两种方法的时间尺度对比

图2 两种时间尺度稳定度对比

该项研究成果以《Research on AT1 Algorithm Improvement Based on Prior Information》为题发表在 IEEE Instrumentation & Measurement Magazine 期刊。