中国科学院国家授时中心

By admin in 天文台 on 2018年10月9日

http://www.ntsc.ac.cn/kxcb/kpwz/201007/t20100716\_2904131.html

当代授时

20世纪初,无线电进入实用阶段。1902年,法国第一在巴黎艾菲尔铁塔顶层试验发播短波无线电时号,取得成功。接着,德国、英、美等国各个试验,收到良好效果。于是,一个崭新的收音机授时的时代起了。

此时此刻,全世界发生50基本上独国通过短波(或长波)电台每天发播各自的科班日信号。有些国家还下卫星、电视与网络体系,开展授时服务。

我国现代授时工作,经国务院授权,由中国科学院国家授时中心(原中科院陕西天文台)承担。国家授时中心的总部要于陕西省西安市临潼区。此地建造来国家时标准实验室,保持正我国的原子时正式及协调世界时标准。发播标准日信号的长波电台以及短波电台在陕西蒲城县。

我国标准日之传递方法

1.短波授时

波长在100m~10m,即频率在3MHz~30MHz的收音机波段为短波波段。国家授时中心之短波电台用2.5MHz、5MHz、10MHz、15MHz频率全天连发播我国短波无线电时号,呼号也BPM。短波授时信号覆盖半径超过3000公里,用不同频率交替发播结合覆盖全国疆域。定时精度为毫秒量级。理论及,拥有短波无线电接收机的用户,在任何地方任何时刻都好接纳至少一个频率之BPM时号,不过,短波授时因电离层扰动等因素,信号有时见面被干扰。BPM短波授时高为1970年建成,1997年完成了技术改造。

2.长波授时

宏观米波段,即频率在30KHz~300KHz的波段,为长波波段。国家授时中心的长波电台呼号也BPL,发射频率也100KHz。它每天定时(北京时间13h30m及21h30m)发播包括专业日信号及导航信息的编码信号。信号覆盖范围为本国内陆与近海海域,定时精度也微秒量级。用户所有专用长波定时接收机,便可于确定时外收纳BPL定时信号。

BPL长波授时大于1986年建成并透过国家级技术鉴定,该项成果1988年赢得国家科技进步一等奖。目前,对那个进行现代化技术改造的劳作正进展,预计2008年完结。届时,新的增长波授时系统以为用户提供全天24钟头一连服务,并提供时码信息、差分卫星信息等越丰富的时刻与导航信息。

3.低频常码授时

国家授时中心采用68.5KHz频段的连波时码授时体制的技巧,2002年建成BPC低频时码授时台,并试验发播。低频时码授时的性状是行使多少电子技术,使用户设备可开得非常简单且价格廉,具有特别泛的产业化前景。其终端产品之一之“电波钟”被钟表业界称为钟表产业“革命性”的革命,“它的面世开拓了时测算的新路,从而以针对世界经济之开拓进取产生主要的震慑”。

呢促进低频时码授时技术进步,考虑到掩环渤海以及长三角最主要经济区的靶子,国家授时中心已经着手在河南商丘建设“国家授时中心低频时码连续发播台”。2007年6月,商丘台已经形成并开试播。地波稳定覆盖半径1000公里,天波覆盖半径3000公里,授时精度±0.1毫秒。试播期间每日白天发8小时,晚上发7.5小时。正式发播后拿24时一连发播。

4.卫星授时

我国目前之卫星授时由北斗卫星导航定位系统承担。该考试系统的工夫由于国家授时中心标校,与国家授时中心之协调世界时保持一致。

用户所有和专用卫星信号接收装置,便可经过北斗系统实现卫星定时,定时精度优于微秒量级。

另外,国家授时中心每天定时接收美国中外定位系统GPS的时信号,测定并以那个出版的《时间频率公报》上刊布GPS时间相对于协调世界时的改正值。用户收取GPS时间,利用此改正值,可实现该时钟与我国标准时间的相比,精度可好于微秒量级。

5.电视授时

目前,我国中央电视台CCTV在那个电视信号的垂直消隐间隔钟插入由铯原子钟提供的流年信息。国家授时中心本着这些信实行定时监测,即每天以0点和12碰整,测量电视时间TS(CCTV)相对于协调世界时的差值,其结果刊布于《时间频率公报》

用户接受CCTV时间信号,加以纠正,便只是实现定时,精度约为10微秒。

6.网络授时

动互联网传送标准时间称为网络交时。目前,国家授时中心供零星种计算机网络时服务:SNTP(Simple Network Time
Protocol)校时软件服务
和“时灵活”服务。网络授时精度一般也几十毫秒~几百毫秒。

国家授时中心SNTP校时劳务之IP地址是210.72.145.44。“时间灵活(Timefairy)”实际上如出一辙种植网页时校准服务,登陆日灵活页面http://www.time.ac.cn/times/timefairy.htm即可。

7.电话授时

动电话网络传送标准时间称为电话交给时。目前,国家授时中心由此对讲机公用网络提供日服务的主意包括:通过专用电话时码接收机方式;计算机+调制解调器的法门(ACTS);电话语音报时服务。

透过专用电话时码接收机,联入电话线端子,通过拨打国家授时中心的劳动专线029-83890342,即可自动获取正式北京时间显示与出口,授时精度10毫秒。

电脑+调制解调器方式以如自动计算机时间服务(ACTS:Auto Computer Time
Service)。用户之计算机通过调制解调器与电话线路连接后,在指定网站(国家授时中心“时间”科普网站http://www.time.ac.cn/serve/down.htm )下载专用拨号校时软件NTSCTIME,安装后,通过拨打国家授时中心的劳动专线029-83894117,即可一并校准用户本地电脑的钟表,授时精度10毫秒。

国家授时中心语音报时服务服务专线:029-83895117。采用音频脉冲——“嘟”声作为秒信号提醒音,使用户多便利开展校时,报时误差小于1秒。


原子谐波振荡运动。当为天体运动也根基的本时间标准未能够适应科学进步亟需的当儿,人们的认又于方其他一个势头——微观世界进步,开始了日测量的又一个初进程。

我们清楚,原子虽然可怜有些,但它们里面也是一个不胜复杂的世界。每个原子都来一个原子核,核外分层排布着高速运转的电子。当原子受到X射线或电磁辐射时,它的轨道电子可以打一个职跳到另外一个职,物理学上称此为“跃迁”。跃迁时,原子以接受或释放一定能之电磁波。这仿佛电磁波同单摆一样,是一模一样栽周期运动,只是她振荡周期更缺乏、更安宁罢了。既然如此,我们能无可知像打摆钟那样,利用原子的抖动做出原子钟呢?这是20世纪初物理学家们可以谈论的问题。到了1953年,英国国家物理实验室先是用铯原子跃迁振荡运动做出了铯原子钟。此后,其它项目原子钟相继问世。人们习惯及拿原子钟确定的时光称为原子时。1967年10月,在印度新德里做的国际计量大会正式把由铯原子钟确定的原子时定义也国际日标准。

现代国际日标准

当代国际日之盘算标准是国际原子时。它的基本单位是秒。一个原子时秒的长度是铯原子跃迁振荡9192631770到家所持续的时日。更增长的工夫单位由于秒的丰富而得。

国际原子时出于要于法国巴黎的国际权度局(BIPM)建立并维持。BIPM分析处理全世界约50独日子实验室的200基本上大原子钟天文台数据,得到综合日尺度——国际原子时。中国科学院国家授时中心介入国际原子时之成立。目前,国家授时中心有19光铯原子钟和4贵氢原子钟的数码定期传送给BIPM,是对国际原子时的立和保全作出贡献的重点实验室之一。

原子时秒长稳定,但天天没有物理内涵。世界时恰好相反,由于地球自转速度逐年减慢、季节性不都匀变化等要素,它的秒长不全匀,但它的天天对应于阳光在天上蒙的位置,反映地球在空间旋转时地轴方位的转。这不仅仅和众人的日常生活密切相关,而且有重大科学应用价值。大地测量、天文导航及空中飞行体的跟踪、定位等世界,需要明白瞬间地自转轴在上空中之较量位置,即世界时时刻;而精致校频、信息传输等应用领域,则要求全匀的日距离,即用秒长稳定的原子时。

然,时间服务部门一般不容许以同一个原子钟为根基发播时号,同时满足性了两样之即时有限栽要求。于是就起原子时跟社会风气时怎样协调的题目。

由此有关国际学术组织的讨论协商,目前底和谐艺术是:在1958年新,调整原子钟,使原子时与社会风气时之随时一致,然后原子钟运转积累原子时。由于地球自转不统匀,原子时和世界经常的随时差就会增大。当此差值接近0.9秒时,人为拨动原子钟,使该加或调减1秒,即行所谓的“闰秒制”,使原子时时刻始终靠近世界时。这样得到的时间尺度称为“协调世界时(UTC:Coordinated
Universal
Time)”。从1972年自从,协调世界时被确定为海内外的合法日以及国际民用时间标准。

当前,世界每时间服务单位提供的正式日,都是协调世界时。

神州专业时间

华夏现代时刻标准是中国科学院国家授时中心(英文缩写为NTSC)建立并保持的原子时正式,其学代号记为TA(NTSC),民用时间标准吗是出于该中心成立并保持的协调世界时,记否UTC(NTSC)。人们常见所说之中原规范时间,就是协调世界时UTC(NTSC)。

中国科学院国家授时中心行使同组原子钟(目前吗19华铯原子钟,4令氢原子钟),通过测量比对与算法设计,建立并保持正大精度中国原子时标准TA(NTSC)和协调世界时标准UTC(NTSC),并经卫星以及社会风气上根本时间实验室保持定期时间相比。

时下,TA(NTSC)和UTC(NTSC)的准确度优于3×10-13,稳定度保持在10-15量级。国家授时中心保持中国和谐世界时UTC(NTSC)与国际协调世界时UTC之异就决定以±50纳秒以内,即|UTC-UTC(NTSC)|<50ns。目前,在天下50大多单时刻实验室中,能达如此水平的有8独,分别是:美国海军天文台(USNO)、美国标准技术研究院(NIST)、德国物理技术研究所(PTB)、中国科学院国家授时中心(NTSC)、日本江山新闻与通信技术研究所(NICT)、英国国家物理实验室(NPL)、瑞士联合实验室(CH)、俄罗斯时空计量研究院(SU)。

为更升级时间标准自主保持能力,国家授时中心正于入手研制实验室铯原子喷泉钟,计划2010年建成,秒稳达到1~2×10-13,日稳1~2×10-15,准确度1~2×10-15。

正式日之传递

建并保障某种时间标准,通过一定措施把象征这种专业的工夫信息传送出来,供应用者使用,这身工作,在国外给时间服务(Time
Service),在华夏叫做授时。授时立刻无异称号,或许缘于《尚书·尧典》中“乃命羲和。钦若昊天,历象日月星辰,敬授人时”这段文字。

授时有着长久的史。它本科学技术的发展使不断进步。


 

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