传统仪器由于不具有开放体系结构与信息完整性支持能力,无法实现远程测控与分布测试,同时,大量仪器资源无法实现开放互联与共享,以及大量测试信息不能被有效传输和利用,即仪器技术在广域应用中存在的普遍问题。论文基于“测量信息完整性”的观点及开放体系结构的原则,提出了以测控网为基础、具有开放互联与信息完整性支持能力的网络仪器(ION,Instrument On Network)新概念,系统地阐述了网络仪器的结构组成与技术要素,深入地探讨了网络仪器中的时间统一问题,主要工作如下:1、针对仪器的广域开放互联问题,设计了一种以探头、测控HUB和测控服务器为基本设备单元,由接入层、传输层和构造层组成的网络仪器结构,阐述了网络仪器的基本概念与技术要素。2、针对网络仪器的时间统一问题,设计了统一的时间支持体系及其完整解决方案,分析了统一时间支持体系的结构组成与系统模型,阐述了基于时间传递链的时间统一体系,并从时间源、时间传递与保持、时间再生与应用三个方面进行了入研究,主要包括:(1)对时间源的结构模型、选择评判以及实现等问题进行了研究,并对时间源的类型作了层次划分。作为一级时间源,分析了典型的GPS类时间源的技术特征;作为一种二级时间源,提出并设计了基于CDMA系统的时间源,初步实验结果达到了微秒量级时间同步精确度;(2)对时间传递与保持技术进行研究,阐述了T端口与时间传递链的概念与结构组成,探讨了时钟校正与时间预测方法;研究了T端口中相对频率偏差问题,设计了一种基于归一化间隔偏差序列的相对频偏估计方法,并对该方法进行了仿真;(3)对时间再生与应用技术进行了研究,阐述了时间服务单元的基本概念与结构模型,针对多探头同步数据获取、测试数据多速率处理以及探头采样时钟标准化问题,研究了基于统一时间的同步采样脉冲再生技术和同步重采样技术。(4)针对以太网时间统一问题,结合统一时间支持体系研究的关键技术,提出了一种具有时间传递、时间检测以及时钟再生功能的同步媒介访问控制器(SMAC),以及基于SMAC的开环时间传递方法,在经过一级SMAC交换设备的以太网环境中实现了25纳秒的时间传递精确度(同步媒介访问控制器和开环时间传递方法已申请国家发明专利)。