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中國標準時間授時系統(tǒng)

現(xiàn)代授時

20世紀初期,無線電進入實用階段。1902年,法國首先在巴黎艾菲爾鐵塔頂層試驗發(fā)播短波無線電時號,取得成功。接著,德國、英、美等國相繼試驗,收到良好效果。于是,一個嶄新的無線電授時的時代開始了。

目前,全世界有50多個國家通過短波(或長波)電臺每天發(fā)播各自的標準時間信號。有些國家還利用衛(wèi)星、電視和網絡系統(tǒng),開展授時服務。

我國現(xiàn)代授時工作,經國務院授權,由中國科學院國家授時中心(原中科院陜西天文臺)承擔。國家授時中心的總部設在陜西省西安市臨潼區(qū)。這里建有國家時間標準實驗室,保持著我國的原子時標準和協(xié)調世界時標準。發(fā)播標準時間信號的長波電臺和短波電臺位于陜西蒲城縣。


我國標準時間的傳送方法

1.短波授時

波長在100m~10m,即頻率在3MHz~30MHz的無線電波段為短波波段。國家授時中心的短波電臺用2.5MHz、5MHz、10MHz、15MHz頻率全天連續(xù)發(fā)播我國短波無線電時號,呼號為BPM。短波授時信號覆蓋半徑超過3000公里,用不同頻率交替發(fā)播結合覆蓋全國疆域。定時精度為毫秒量級。理論上,擁有短波無線電接收機的用戶,在任何地方任何時刻都可以收到至少一個頻率的BPM時號,不過,短波授時因電離層擾動等因素,信號有時會受到干擾。BPM短波授時臺于1970年建成,1997年完成了技術改造。


2.長波授時

千米波段,即頻率在30KHz~300KHz的波段,為長波波段。國家授時中心的長波電臺呼號為BPL,發(fā)射頻率為100KHz。它每天定時(北京時間13h30m到21h30m)發(fā)播包括標準時間信號和導航信息的編碼信號。信號覆蓋范圍為我國內陸及近海海域,定時精度為微秒量級。用戶擁有專用長波定時接收機,便可在規(guī)定時間內接收BPL定時信號。

BPL長波授時臺于1986年建成并通過國家級技術鑒定,該項成果1988年獲得國家科技進步一等獎。目前,對其進行現(xiàn)代化技術改造的工作正在進行,預計2008年完成。屆時,新的長波授時系統(tǒng)將為用戶提供全天24小時連續(xù)服務,并提供時碼信息、差分衛(wèi)星信息等更加豐富的時間和導航信息。


3.低頻時碼授時

國家授時中心采用68.5KHz頻段的連續(xù)波時碼授時體制的技術,2002年建成BPC低頻時碼授時臺,并試驗發(fā)播。低頻時碼授時的特點是利用微電子技術,使用戶設備可以做得非常簡單且價廉,具有十分廣闊的產業(yè)化前景。其終端產品之一的“電波鐘”被鐘表業(yè)界稱為鐘表產業(yè)“革命性”的變革,“它的出現(xiàn)開拓了時間計量的新里程,從而將對世界經濟的發(fā)展產生重大的影響”。

為推動低頻時碼授時技術發(fā)展,考慮到覆蓋環(huán)渤海和長三角主要經濟區(qū)的目標,國家授時中心在河南商丘建設“國家授時中心低頻時碼連續(xù)發(fā)播臺”。2007年6月,商丘臺已經落成并開始試播。地波穩(wěn)定覆蓋半徑1000公里,天波覆蓋半徑3000公里,授時精度±0.1毫秒。試播期間每天白天發(fā)8小時,晚上發(fā)7.5小時。正式發(fā)播后將24小時連續(xù)發(fā)播。


4.衛(wèi)星授時

我國目前的衛(wèi)星授時由北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)承擔。該試驗系統(tǒng)的時間由國家授時中心標校,與國家授時中心的協(xié)調世界時保持一致。

用戶擁有與專用衛(wèi)星信號接收設備,便可通過北斗系統(tǒng)實現(xiàn)衛(wèi)星定時,定時精度優(yōu)于微秒量級。

另外,國家授時中心每天定時接收美國全球定位系統(tǒng)GPS的時間信號,測定并在其出版的《時間頻率公報》上刊布GPS時間相對于協(xié)調世界時的改正值。用戶接收GPS時間,利用此改正值,可實現(xiàn)其時鐘與我國標準時間的對比,精度可好于微秒量級。


5.電視授時

目前,我國中央電視臺CCTV在其電視信號的垂直消隱間隔鐘插入由銫原子鐘提供的時間信息。國家授時中心對這些信息實施定時監(jiān)測,即每天在0點和12點整,測量電視時間TS(CCTV)相對于協(xié)調世界時的差值,其結果刊布于《時間頻率公報》

用戶接收CCTV時間信號,加以改正,便可實現(xiàn)定時,精度約為10微秒。


6.網絡授時

利用互聯(lián)網傳送標準時間稱為網絡授時。目前,國家授時中心提供兩種計算機網絡時間服務:SNTP(Simple Network Time Protocol)校時軟件服務和“時間精靈”服務。網絡授時精度一般為幾十毫秒~幾百毫秒。

國家授時中心SNTP校時服務的IP地址是:210.72.145.44!皶r間精靈(Timefairy)”實際上一種網頁時間校準服務,登陸時間精靈頁面http://www.time.ac.cn/times/timefairy.htm即可。


7.電話授時

利用電話網絡傳送標準時間稱為電話授時。目前,國家授時中心通過電話公用網絡提供時間服務的方式包括:通過專用電話時碼接收機方式;計算機+調制解調器的方式(ACTS);電話語音報時服務。

通過專用電話時碼接收機,聯(lián)入電話線端子,通過撥打國家授時中心的服務專線029-83890342,即可自動獲得標準北京時間顯示和輸出,授時精度10毫秒。

計算機+調制解調器方式又稱自動計算機時間服務(ACTS:Auto Computer Time Service)。用戶的計算機通過調制解調器與電話線路連接后,在指定網站(國家授時中心“時間”科普網站http://www.time.ac.cn/serve/down.htm )下載專用撥號校時軟件NTSCTIME,安裝后,通過撥打國家授時中心的服務專線029-83894117,即可同步校準用戶本地計算機的時鐘,授時精度10毫秒。

國家授時中心語音報時服務服務專線:029-83895117。采用音頻脈沖——“嘟”聲作為秒信號提示音,使用戶極為方便進行校時,報時誤差小于1秒。


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