国家授时中心如何解决实际应用对标准时间需求

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北京时间从这里发出进入中国科学院国家时间服务中心

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在国家时间服务中心时间 - 频率参考实验室,研究人员正在比较记录时的数据。

“现在是北京时间..”

每当你听到这种熟悉的声音,你就会想到北京时间不是来自北京,而是来自中国科学院陕西内陆腹地国家时间服务中心。

国家时间服务中心是中国唯一一家专门从事时间和频率科学和技术研究的机构。由其运行和维护的长短波定时系统是陕西唯一的国家重大科技基础设施,承担着在中国生成,维护和播放高精度标准时间的任务。

6月下旬,记者走进国家时间服务中心临沂总部,浦城分局和漳平天文台,听取了研究人员讲述时间的故事。

持续升级计时系统

20世纪60年代,由于需要大规模的经济建设和国防建设,国家决定在中国腹地建立一个特殊的时间站。 1966年,中国科学院开始建立一个短波时间站。根据“打山洞”的战争准备要求,最终选择了浦城唐县金陵山的短波时间站。

1970年,短波时间站基本完成。周恩来总理亲自指示开始试播后,呼号为BMP。 “BMP短波定时站以2.5MHz,5MHz,10MHz,15MHz等多种频率广播中国标准时间和标准频率信息,定时精度为毫秒(千分之一秒)。”前陕西天文台(国家时间服务中心)前身)张景荣主任说,自1981年以来,陕西天文台的短波时间站取代了上海天文台的BPV时间站,并正式承担了短波时间。在中国的任务。

短波时间站完成后,满足毫秒级用户的需求。但是,随着中国空间技术的快速发展和国防测试的需求,需要更精确的计时手段。长波定时站应运而生,其精度大约为微秒(百万分之一秒),比短波定时快1000倍。

从1973年开始,Changbo Timed Table正式开始开发和建设。 1983年,该系统成功调整。 1985年,播出了全部权力。 1986年,长波定时站通过国家技术鉴定后正式播出标准时间和标准频率信号。长波时间站定期广播载波频率为100KHz的高精度长波时频信号。地面波作用1000公里。天地波的组合覆盖了该国的陆地和近海水域,定时精度大约为几微秒。

“面对国外技术封锁,老一辈科学家不怕困难,合作克服技术难关,自主研发生产所有关键设备,并且国产化率已达到100%。”国家时间服务中心党委书记窦忠当时为了安全起见,长波定时站建在地下,深度为26米,相当于八层或九层。地面上只有四座高耸的塔楼带有一个15吨的倒锥形天线。

该成果于1988年获得国家科技进步一等奖。此后,长短波定时系统多次升级升级,始终保持国际先进水平。

北京时间广播

北京时间是中国的标准时间。它使用地球东八区的面积,比国际标准时间早8小时。国际标准时间称为协调世界时(UTC),是世界时间和原子时间之间折衷之后的计时系统。

世界时间是根据地球自转周期确定的时间尺度,1秒是地球自转周期的1/86,400。原子时间是基于物质原子内发射的电磁振荡频率的时间测量系统。原子时间精度比世界时间高几千甚至几千倍。但是,由于地球的自转是不稳定的,世界上的地球自转会出现错误。 “根据目前的速度,5000年的差异是1小时,太阳在3万年后升起。因此,科学家创造了一个考虑到这两个时间特征的时间尺度.协调世界时。协调世界时间是一个全球统一的国际标准时间,每个人的时间必须与世界的协调一致。“时频参考实验室研究员赵树红介绍。

协调世界时由国际度量衡局(BIPM)在法国巴黎制作。在每个月的1号,国际管理局上个月开始收集世界上的原子钟数据,加权世界的原子钟,计算国际原子,加上闰秒,并调整它以获得上个月的世界。标准时间。协调世界时一般是在本月15日左右发布,只需一个纸张时间,只能解决事件发生后的问题,不能直接使用。

为了满足实际应用的标准时间需求,每个国家都指定了一个准时实验室来实现协调世界时的物理实现。我国的标准时间由国家时间服务中心生成和维护。

产生时间后,你可以给时间。根据赵树红的说法,用户的需求是不同的,时间不同:如果你需要几毫秒的时间,你可以使用短波时间;如果你需要微秒,你可以使用长波时间;如果你需要10纳秒(十亿分之一秒)时间的大小,可以满足北斗卫星导航系统的时间。

定时中使用的长波和短波都是无线电波。短波长范围从10米到100米,长波长范围从1000米到2000米,两者都以地波和天波的形式传播。地波是指在发射天线辐射后沿地面传播的波。天波是发射天线发射后在高空被电离层反射后到达接收点的波。

中国北斗卫星导航系统运行后,长短波定时系统得到了扩展。据国家时间服务中心科技处副处长任晓干介绍,虽然卫星导航系统是导航定位系统,但导航定位的基本原理是时间测量。因此,卫星导航系统需要具有准确可靠的时频系统,并且还具有定时功能,其定时精度大约为10纳秒。

许多科学领域的基础

高精度时间不仅在通信,证券,航空和国防领域具有重要意义。它作为最基本的物理量,也在提高国家科研水平方面发挥着重要作用。 “时间差距离距离千里。例如,如果航天器停靠,一旦测量和控制系统的时差达到百万分之一秒,就会有300米的距离偏差“。画家说。

时间科学是许多科学研究的基础,具有广泛的应用。在电力系统中,连接到电网的大量发电机需要保持高度的时间同步,并且主网络设备的时间应该同步到微秒级。与此同时,时间也可以作为传输线上的侦察员。 “例如,高压输电线路不幸受到雷击,高精度时间可以实现故障点的快速定位。”时代科学馆的工作人员周先林介绍。

5G通信还需要高精度的时间来保驾护航。 “没有时间同步,就无法实现通信.5G基站具有非常高的时间同步要求,精度高达十几纳秒。”周先林说。

为进一步提高中国计时系统的安全性,可靠性和计时准确性,国家时间服务中心高精度地面计时系统推荐的国家“十三五”国家重大科技基础设施项目已获得批准。国家。 2019年,高精度地基计时系统项目在西安启动,计划于2023年完工。

“该项目是陕西省”十三五“期间唯一的国家重大科技基础设施项目。建成后,西安将成为中国时频研究,创新和发展的中心。“窦忠介绍了高精度地基计时系统。全国光纤定时骨干网将实现世界上最高水平的时间同步能力,为数字信息的发展提供重要支撑。 (陕西日报)