本書以世界時測量及航天器精密定軌的需求為應用背景，從髙精度光纖干涉儀技術研究和設計的角度，系統論述了高精度光纖干涉儀及其應用于世界時測量的有關理論和工程實踐問題。全書共分9章，主要包括時間系統、地球的空間姿態與世界時參數的作用、典型的世界時高精度測量技術，同時重點闡述了世界時測量用高精度光纖干涉儀原理與技術方案、提髙世界時測量用高精度光纖干涉儀精度的關鍵技術、基于髙精度光纖干涉儀的世界時測量精密環境構建技術以及基于高精度光纖干涉儀的世界時測量與數據處理方法，另外還討論了髙精度光纖干涉測量技術在其他領域的應用。
王巍，中國科學院院士，國際宇航科學院院士，現任航天科技集團研究發展部部長，長期從事航天科技創新和航天科技戰略規劃研究。曾獲得中國出版政府獎圖書獎、國家技術發明獎、國家科技進步獎、中國專利金獎等多項。獲國家技術發明獎2項（均排名第一），國家科技進步獎1項，省部級科技獎勵及其他獎勵多項
目錄
前言
縮略語
第1章 緒論 1
1.1 時間概述 2
1.1.1 時間的基本概念 2
1.1.2 天球的相關概念 3
1.1.3 時鐘的主要技術指標 5
1.2 世界時相關概念 7
1.2.1 世界時的背景及歷史 7
1.2.2 主要的世界時測量方法 8
1.2.3 世界時在航天領域的應用 10
1.3 世界時測量技術發展概況 11
1.3.1 傳統世界時測量的局限性 11
1.3.2 目前世界時測量的關鍵技術 12
1.3.3 國外世界時測量技術的發展現狀 16
1.3.4 我國世界時測量技術的發展現狀 16
第2章 時間系統 19
2.1 恒星時 20
2.2 太陽時和世界時 21
2.2.1 太陽時 21
2.2.2 世界時 22
2.3 歷書時 23
2.4 原子時 24
2.4.1 原子時的定義 24
2.4.2 國際原子時 24
2.4.3 協調世界時 25
2.4.4 衛星導航系統時間 26
2.5 脈沖星時 27
2.6 相對論框架下的時間系統 28
2.6.1 相對論框架下幾種時間系統的定義 28
2.6.2 不同時間系統間的轉換關系 30
第3章 地球的空間姿態與世界時參數的作用 33
3.1 地球空間姿態 34
3.1.1 地球空間姿態概述 34
3.1.2 歲差 35
3.1.3 章 動 37
3.1.4 極移 43
3.1.5 世界時 48
3.2 地球測量參考系及坐標轉換 50
3.2.1 天球坐標系 51
3.2.2 地球坐標系 53
3.2.3 國際地球參考系與地心天球參考系的坐標轉換 55
3.3 地球的空間姿態參數及世界時對航天器定軌等的影響 57
3.3.1 地球的世界時參數對航天器定軌等的影響 57
3.3.2 不同軌道的航天器對世界時參數的測量精度需求 61
第4章 典型的世界時高精度測量技術 65
4.1 數字天頂望遠鏡技術 66
4.1.1 基本原理 66
4.1.2測量方法 67
4.1.3 技術應用 68
4.2 甚長基線干涉測量技術 70
4.2.1 基本原理 71
4.2.2 測量方法 72
4.2.3 關鍵技術 74
4.2.4 技術應用 78
4.3 激光測距技術 81
4.3.1 基本原理 81
4.3.2 測量方法 82
4.3.3 技術應用 85
4.4 全球導航衛星系統技術 87
4.4.1 基本原理 87
4.4.2 測量方法 88
4.4.3 技術應用 91
4.5 大型激光陀螺儀技術 92
4.5.1 基本原理 92
4.5.2 測量方法 93
4.5.3 關鍵技術 95
4.5.4 技術應用 98
4.6 大型光纖干涉儀技術 105
4.6.1 基本原理 105
4.6.2 測量方法 108
4.6.3 技術應用 108
4.6.4用于世界時測量的大型光纖干涉儀的潛在優勢 110
第5章 世界時測量用高精度光纖干涉儀原理與技術方案 111
5.1 Sagnac光纖干涉儀檢測原理與誤差 112
5.1.1 Sagnac光纖干涉儀的檢測原理 112
5.1.2 Sagnac光纖干涉儀的主要誤差 114
5.2 典型Sagnac光纖干涉儀的技術方案 125
5.2.1 干涉儀光路技術方案 125
5.2.2 干涉儀電路技術方案 128
5.2.3 干涉儀機械結構技術方案 129
5.3 世界時測量用高精度光纖干涉儀的技術方案 129
5.3.1 光纖干涉儀總體設計方案 129
5.3.2 光纖干涉儀光路設計 132
5.3.3 光纖干涉儀電路設計 136
5.3.4 光纖干涉儀機械結構設計 141
第6章 提高世界時測量用高精度光纖干涉儀精度的關鍵技術 151
6.1 概述 152
6.2 世界時測量用高精度光纖干涉儀的精度提升技術 153
6.2.1 光纖干涉儀的精度極限 153
6.2.2 高精度光纖干涉儀的噪聲抑制技術 158
6.2.3 大尺寸高對稱性的光纖環制備方法 175
6.3 髙精度光纖干涉儀的環境誤差抑制技術 183
6.3.1 光纖干涉儀溫度環境誤差抑制技術 183
6.3.2 光纖干涉儀磁場環境誤差抑制技術 184
6.3.3 光纖干涉儀力學環境誤差抑制技術 186
6.4 世界時測量用高精度光纖干涉儀的參數長期穩定性提升技術 187
6.4.1 高精度光纖干涉儀的關鍵參數長期穩定性提升技術 187
6.4.2 高精度光纖干涉儀的誤差對消技術 195
第7章 基于高精度光纖干涉儀的世界時測量精密環境構建技術 199
7.1 概述 200
7.2 地基環境構建關鍵技術 201
7.2.1 振動環境分析 201
7.2.2 常見的地基環境選址分析 203
7.2.3 高穩定地基構建技術 205
7.2.4 高精度地基環境評價技術 208
7.3 溫度環境構建關鍵技術 211
7.3.1 自然溫度環境選擇分析 211
7.3.2 高穩定溫度環境構建技術 212
7.3.3 風媒控溫環境構建技術 214
7.3.4 水媒控溫環境構建技術 216
7.4 電磁干擾隔離關鍵技術 220
7.4.1 電磁干擾與隔離 220
7.4.2 電源與獨立地線設計 221
第8章 基于高精度光纖干涉儀的世界時測量與數據處理方法 223
8.1 概述 224
8.2 原始測試數據處理與分析 225
8.2.1 測試數據預處理與檢驗 225
8.2.2 測試數據平滑與濾波 226
8.2.3 基于濾波技術的光纖干涉儀信號處理方法 227
8.2.4 基于Allan方差的測試數據分析方法 228
8.3 基于高精度光纖干涉儀的世界時輸出模型與誤差修正方法 233
8.3.1 基于光纖干涉儀的世界時輸出模型 233
8.3.2 用于世界時測量的高精度光纖干涉儀的標定方法 237
8.3.3 基于高精度光纖干涉儀的世界時測量誤差修正方法 238
8.4 基于高精度光纖干涉儀的世界時測量方法及具體實現案例 251
8.4.1 光纖干涉儀測量值與UT1的映射轉換關系 251
8.4.2 基于高精度光纖干涉儀的地球自轉鐘 252
8.4.3 基于高精度光纖干涉儀的地球自轉鐘校準方法 253
8.4.4 基于高精度光纖干涉儀的世界時測量試驗驗證 255
8.4.5 基于高精度光纖干涉儀的地球自轉鐘授時方法 259
第9章 高精度光纖干涉測量技術在其他領域的應用 261
9.1 概述 262
9.2 高精度光纖干涉測量技術在地外星體自轉參數測量方面的應用 263
9.2.1 星體自轉參數測量的意義 263
9.2.2 基于高精度光纖干涉儀的星體自轉參數測量關鍵技術 263
9.2.3 地外星體時測量技術展望 269
9.3 高精度光纖干涉測量技術在地球極移測量方面的應用 270
9.3.1 地球極移概述 270
9.3.2 地球極移測量的意義 274
9.3.3 基于高精度光纖干涉儀的極移測量方法 276
9.4 高精度光纖干涉測量技術在地震測量、土木工程等領域的應用 279
9.4.1 地震測量 279
9.4.2 土木工程結構振動監測 282
參考文獻 284
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