通过一定的技术手段来确定和保持某种时间尺度,并通过一定方式把这种尺度的时间信息传送出去,供应用者使用,这一整套工作,在中国称为“授时”,在其他国家称为时间服务。
授时这一称谓,或许来源于《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。 随着人类社会的发展和科学技术的进步,授时的规模和质量在不断提高,授时技术取得了重大进展,授时服务已经成为国计民生中不可或缺的公益工程,甚至还关乎国家安全。
“授时”这个词已经出现很多年了,比如东汉发明地动仪的张衡说过“规天矩地,授时顺乡”,宋朝苏轼说过“授时赋政,亦郡守之常”,当然可不止这几个耳熟能详的名人说过,很多其它的典籍中也多次出现“授时”这个名词。
在古代,皇帝身边有一帮观天象的星象学家负责历法的制定,把制定好的历法告诉给百姓,叫做“敬记天时以授民也”,这样农民就不会耽误播种、施肥、收获的时节了。
现今社会,涉及到和我们日常工作、生活和社会治理息息相关的通信系统、电力系统、金融系统、导航系统等,其有效运行都依赖于高精度时间同步。就是体育运动中的百米赛跑,冠军和亚军之间的差距可能就是零点零几秒,因此“准确而稳定的时间基准和高精度授时系统”对于现代社会的正常运转有着极其重要的作用,各国科学家们都在为授时精度的提高而不懈努力。
下面放两张图,我们看看授时的方式都有哪些。
从上面两张图不难看出,授时的方式很多,通过卫星授时的精度可以达到纳秒级,还有就是时间的单位可以小到让我们无法想象。
在我国首选的卫星授时系统是北斗卫星系统,北斗卫星上面采用的是原子钟,与世界协调时的差值是小于30 纳秒的,能够非常好的维护时间的准确。而GPS是由美国军方控制的,在非常时期,美国军方可以关掉某个区域的GPS,甚至发送错误的授时信息,使这个区域内用户的时间出错,造成极大干扰。我国北斗系统尚未启用时,就曾出现过由于GPS信号异常而整个城市无法通信的事件。
北斗卫星系统在授时方面还有一个其他卫星导航系统不具备的优势,就是北斗使用了地球同步轨道卫星。这种卫星的授时误差在整个中国区域内变化不大,并且误差随时间变化也相对缓慢,授时稳定性在时间上和空间上都很高。
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