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高精度时钟同步是海洋水下分布式同步观测的关键技术之一.针对温度补偿晶振在高精度时钟同步应用中的二次标定需求,给出了一种基于GPS、数控高精度恒温槽的温度补偿晶振自动标定与测试系统.带有温度测量和压控输入的温度补偿晶振模块放入高精度数控恒温槽中,系统根据温度补偿晶振模块与GPS的高精度时钟偏差自动调整其压控输入,获得并记录各个温度点的温度测量值与压控输入值.测试结果表明,可将被测温度补偿晶振模块的频率稳定度由5.5～6.3×10^-8提高到1.5～5.4×10^-9.