针对局域分布式时间同步的需求, 提出了一种基于光纤和可见光结合的短距分布式时间同步方案。融合了光纤时间同步高精度与可见光时间同步高灵活性的优势, 设计了相应的时间同步端机, 并进行了分布式实验。实验结果表明: 当光纤链路长度为3 km时, 光纤时间同步从端与光纤时间同步主端的3σ钟差优于448 ps, 时间同步秒稳优于150 ps, 万秒稳优于4 ps; 当光纤链路长度为1 km、可见光链路长度为5 m时, 可见光时间同步从端与光纤时间同步主端的3σ钟差优于1.8 ns, 时间同步秒稳优于400 ps, 万秒稳优于15 ps。

针对高速串行总线IEEE1394B的特点, 分析在此基础上的SAE AS5643协议在航空安全关键领域的应用。研究了协议技术特点, 分别对时间同步、数据通信、根节点、拓扑和带宽等确定性方面展开阐述, 结合时间触发的优势, 对AS5643协议进行改进, 具体对时间触发调度、发送接收时刻等功能进行改进, 提出了一种基于AS5643协议的时间触发调度设计架构, 使其在未来高速(1.6 Gibit/s, 3.2 Gibit/s等)通信应用中进一步提升航空安全关键系统应用所需的鲁棒性和确定性。对实现的设计方案进行RTL级实现及仿真分析, 验证了通信的正确性。

高功率脉冲激光器在精密焊接和激光清洗等领域具有重要应用，脉冲合束能够实现对多路脉冲峰值功率的叠加，而脉冲同步精度很大程度上决定了合束脉冲的性能。为此，提出了一种基于程控时间调制电路的脉冲同步方法，最大时间延迟为256 ns，同步精度小于1 ns。采用该同步方法实现了3台独立激光子模块的非相干合束，合束效率达97%。当同步误差≤4 ns时，脉冲重复频率和半高全宽在40~1000 kHz、19~660 ns范围内灵活可调。

视觉惯性信息融合的同时定位和建图(SLAM)技术是机器人导航领域的热点问题。多模态数据同步是数据融合算法的前提,其关键在于获取不同传感器采集时刻的准确时间戳。视觉传感器的时间戳可通过硬件方法准确获得,而惯性传感器的时间戳通常粗略地用输出时间代替,这必将导致视觉惯性融合算法精度的降低。针对该问题提出了一种视觉惯性传感器的时间同步标定方法。首先设计了一种基于平面单摆的标定装置,视觉传感器与惯性传感器在平面单摆运动中独立捕获数据,并基于同一时钟添加时间标记;其次,提出了基于最小二乘法估计摆锤重心角位移函数和角速度函数的方法;最后,通过比较两个函数的相位差获得惯性传感器的输出延时和时间戳。实验结果表明所提方法的重复标定均方差为0.018 ms,这证明所提方法的有效性。

光纤链路温度是影响光纤时间同步精度的重要因素，但光纤纤芯的实时温度存在测量难度大，估算误差大等问题。提出了一种测量光纤链路实时温度的新方法。通过对光纤链路往返时延和的精确测量，并通过卡尔曼滤波消除时延抖动和系统噪声，精准地推算出光纤链路纤芯的实时等效平均温度。基于分段温度模型的仿真结果验证了所提等效平均温度用于时间同步系统的可行性。温控箱实验结果表明，所提方法的温度测量精度约为0.015 ℃。采用所提方法实时跟踪纤芯温度可使环回法时间同步系统授时精度提高约1 ns。

未来信息网络对于时间同步的精度和可靠性提出了更高的要求，为了验证时间同步协议潜在的安全隐患，文章对精确时间协议（PTP）的报文和延时攻击进行了实验模拟分析。为解决传统加密方式无法抵御时间同步协议延时类攻击的问题，文章将PTP与量子秘钥分发技术相结合，提出了一种面向未来网络同步可靠性需求的量子增强安全同步协议，在加密防控报文攻击的基础上，实现对延时类攻击的检测和预警，触发保护机制。理论分析表明，该协议可主动预防针对时间同步协议的安全攻击，实现时间同步信息的安全传输。

针对长距离高精度光纤时间同步需求，利用双向掺铒光纤放大器(EDFA)进行传输距离扩展。介绍了光纤授时系统组成，通过构建光纤授时链路时延模型，重点对长距离光纤授时系统中的不对称时延问题进行了研究分析，并详述了精确校准方法，最后搭建实验平台对授时性能进行了测试验证。测试结果表明：时间同步准确度达-47 ps，同步精度达128 ps，实现了600 km亚纳秒级光纤时间传递。

提供了一种基于双纤环回比值法的光纤时间同步技术，系统通过3个时间间隔计数器的测量值及相关比值关系，可直接测算出主站到从站的单向传输的时延值，消除了环境温度变化导致的光纤长度膨胀变化及往返时延值的变化对时间同步精度的影响。主从站点分别由100 km和75 km光纤相连，当光纤链路温度在-20~40 ℃内变化的环境下，采用1490 nm和1550 nm波长时，能够将单向时延估算误差降低约260 ps，采用1310 nm和1550 nm波长时，授时精度提升约1.3 ns。

为满足第五代移动通信(5G)基站和边缘计算节点对高精度地面授时的需求, 文章提出了构建端到端高精度地面授时链路的方法和后续不依赖卫星的时间同步网组网思路, 并通过苏州现网部署和实测展示了72 h内误差<28.4 ns的高精度链路传递授时指标, 验证了构建方法的可行性。最后对不依赖卫星组网等后续关键问题进行了分析, 指出了下一步改进的方向。