北斗系統(tǒng)的授時(shí)、定位、導(dǎo)航功能，基本原理是時(shí)間測(cè)量。作為我國(guó)唯一專門從事時(shí)間頻率科學(xué)和技術(shù)科研的機(jī)構(gòu)，位于臨潼的國(guó)家授時(shí)中心為北斗全球系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展作出了諸多貢獻(xiàn)。

北京時(shí)間并非來自北京，而是來自內(nèi)陸腹地的陜西。

北京時(shí)間是我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，它采用了地球東八區(qū)的區(qū)時(shí)，比國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間早8個(gè)小時(shí)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間稱為協(xié)調(diào)世界時(shí)（UTC），是一種世界時(shí)和原子時(shí)折中后的計(jì)時(shí)體系。

世界時(shí)是以地球自轉(zhuǎn)周期為基礎(chǔ)確定的時(shí)間尺度，1秒是地球自轉(zhuǎn)周期的1/86400。但是，由于地球自轉(zhuǎn)是不穩(wěn)定的，根據(jù)地球自轉(zhuǎn)制定的世界時(shí)就會(huì)有誤差，這個(gè)誤差大約在5000出現(xiàn)一個(gè)小時(shí)的誤差。因此，科學(xué)家創(chuàng)造出了一種兼顧這兩種時(shí)間特性的時(shí)間尺度——協(xié)調(diào)世界時(shí)。

協(xié)調(diào)世界時(shí)由設(shè)在法國(guó)巴黎的國(guó)際權(quán)度局（BIPM）產(chǎn)生。每個(gè)月的1日，國(guó)際權(quán)度局開始收集上個(gè)月全世界的原子鐘數(shù)據(jù)，對(duì)全世界的原子鐘進(jìn)行加權(quán)平均，計(jì)算出國(guó)際原子時(shí)，加上閏秒，調(diào)整以后就得到上個(gè)月全球的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。

為了解決實(shí)際應(yīng)用對(duì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的需要，每個(gè)國(guó)家都指定守時(shí)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生協(xié)調(diào)世界時(shí)的物理實(shí)現(xiàn)。我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間便是由國(guó)家授時(shí)中心產(chǎn)生和保持的。

在國(guó)家授時(shí)中心的時(shí)頻基準(zhǔn)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，12臺(tái)顯示屏上分別顯示著“北京時(shí)間”“協(xié)調(diào)世界時(shí)”“國(guó)際原子時(shí)”，這些原子鐘是利用測(cè)量原子振蕩頻率來計(jì)時(shí)，目前授時(shí)的銫原子鐘，精度可以達(dá)到每100萬年誤差1秒。

02.精準(zhǔn)支撐北斗系統(tǒng)

時(shí)間產(chǎn)生出來后，根據(jù)用戶的需求不同，有不同的授時(shí)方式。

• 如果需要毫秒量級(jí)的時(shí)間，可以短波授時(shí)；
• 如果需要微秒量級(jí)的時(shí)間，可以長(zhǎng)波授時(shí)。

授時(shí)所用的長(zhǎng)波和短波都是無線電波。短波的波長(zhǎng)在10米到100米之間，長(zhǎng)波波長(zhǎng)在1000米到2000米之間，兩者都以地波和天波的方式傳播。

隨著我國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)運(yùn)行以后，長(zhǎng)短波授時(shí)系統(tǒng)又有了新的拓展。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)雖然是一種導(dǎo)航定位系統(tǒng)，但導(dǎo)航定位的基本原理卻是時(shí)間測(cè)量。因此，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)需要有一套準(zhǔn)確可靠的時(shí)間頻率系統(tǒng)，也具有授時(shí)功能，它的授時(shí)精度在十納秒量級(jí)。

國(guó)家授時(shí)中心依托國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的優(yōu)勢(shì)，圍繞北斗系統(tǒng)的工程建設(shè)和穩(wěn)定運(yùn)行，在北斗系統(tǒng)中承擔(dān)了信號(hào)、軌道、時(shí)間測(cè)試評(píng)估和新技術(shù)試驗(yàn)驗(yàn)證、系統(tǒng)時(shí)間溯源、時(shí)間頻率體系及原子鐘研制等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)任務(wù)，為北斗系統(tǒng)的建設(shè)、運(yùn)行和發(fā)展發(fā)揮了重要作用。

國(guó)家授時(shí)中心還長(zhǎng)期負(fù)責(zé)北斗衛(wèi)星信號(hào)質(zhì)量監(jiān)測(cè)工作，自主研發(fā)建成了全球首個(gè)以40米天線為核心的北斗空間信號(hào)質(zhì)量評(píng)估系統(tǒng)，評(píng)估結(jié)果已成為北斗衛(wèi)星入網(wǎng)與在軌故障診斷的重要判據(jù)和分析依據(jù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)北斗三號(hào)試驗(yàn)星和組網(wǎng)星信號(hào)的第三方國(guó)內(nèi)權(quán)威監(jiān)測(cè)與評(píng)估。

03.走近我們的高精度時(shí)間

一個(gè)國(guó)家的精準(zhǔn)時(shí)間，與國(guó)計(jì)民生、科研工作息息相關(guān)，因此獨(dú)立精準(zhǔn)的計(jì)時(shí)能力和穩(wěn)定可靠的授時(shí)能力，意義重大。

高精度的時(shí)間不僅在通信、證券、航空、國(guó)防等領(lǐng)域具有重要意義，作為最基本的物理量，對(duì)提升國(guó)家科研水平也有著基礎(chǔ)性作用。

時(shí)間科學(xué)作為諸多科學(xué)研究的基礎(chǔ)，具有廣泛的應(yīng)用。

• 在電力系統(tǒng)中，大量發(fā)電機(jī)并網(wǎng)發(fā)電需要保持高度時(shí)間同步，并網(wǎng)主要設(shè)備的時(shí)間要同步到微秒量級(jí)。
• 5G通信也需要高精度時(shí)間來保駕護(hù)航。5G基站有著非常高的時(shí)間同步要求，精度要達(dá)到十幾個(gè)納秒。

        北斗系統(tǒng)是混合型衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，將為我們提供高精度時(shí)間的保障。北斗系統(tǒng)將會(huì)在電力、通信、交通、鐵路，還有我們的智慧城市、農(nóng)業(yè)、大數(shù) 據(jù)、區(qū)塊鏈方面得到廣泛應(yīng)用。

        為進(jìn)一步提高我國(guó)授時(shí)系統(tǒng)的安全性、可靠性和授時(shí)精度，2019年，“十三五”國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目——高精度地基授時(shí)系統(tǒng)在西安啟動(dòng)建設(shè)，計(jì)劃2023年建成。



來源：陜西日?qǐng)?bào)