“當望遠鏡對準某顆恒星時,就知道它指示的準確時刻,這種方法測定的時間叫作世界時?!备呔鹊鼗跁r系統(tǒng)天線系統(tǒng)工程項目總師劉鵬介紹,作為世界時測量系統(tǒng)的重要技術(shù)手段,近年來,甚長基線干涉測量網(wǎng)建設(shè)提速,上海65米口徑天馬射電望遠鏡、北京密云50米口徑射電望遠鏡,日喀則、長白山40米口徑射電望遠鏡等甚長基線干涉測量網(wǎng)建設(shè)任務(wù),有力支撐世界時的亞毫秒級自主測量。
“時間”有了,如何把“時間”發(fā)送出去?
北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)、長波、短波等無線電授時系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)、光纖、電話等有線授時系統(tǒng)都是常用的授時手段,而增強型羅蘭授時系統(tǒng)是目前最可靠的地基無線電授時手段。
巍巍高原鐵臂高懸,增強型羅蘭授時系統(tǒng)西藏那曲發(fā)射臺正在加快建設(shè)。超高傘形天線絕緣設(shè)計、強度設(shè)計、低損耗設(shè)計、基于羅蘭數(shù)據(jù)通道差分信息發(fā)播、大功率高效率信號產(chǎn)生與合成、精準發(fā)播控制……一項項關(guān)鍵技術(shù)的突破,讓時間的傳遞更加精準。
“通過在新疆庫爾勒、甘肅敦煌、西藏那曲建設(shè)長波授時臺,結(jié)合現(xiàn)有長波授時系統(tǒng),以及新建的增強型羅蘭授時差分系統(tǒng),將實現(xiàn)百納秒量級長波授時信號在全國重點區(qū)域的全覆蓋?!眲Ⅸi滿是自豪。
這只是國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——高精度地基授時系統(tǒng)的一部分。這套系統(tǒng)利用我國現(xiàn)有的通信光纖資源,布設(shè)約300個光纖時間頻率傳遞節(jié)點,構(gòu)建了總長約2萬公里、連接全國主要城市和重點用戶的光纖時間頻率傳遞骨干網(wǎng)。
“依托高精度地基授時系統(tǒng)的建設(shè),結(jié)合北斗衛(wèi)星導航授時系統(tǒng),以及空間站高精度時間頻率實驗系統(tǒng),我國將率先建成世界上獨一無二的,立體交叉、相互增強、相互融合的國家授時體系?!眹沂跁r中心主任、首席科學家張首剛說。
有了“守時”和“授時”,還要學會“用時”。
這就要靠時間統(tǒng)一系統(tǒng)!當接收了北斗衛(wèi)星、長波等授時信號獲取精確時間后,系統(tǒng)就會利用提取的時間信息校準本地時鐘,實時保持與“北京時間”精準同步。
“目前,時間統(tǒng)一系統(tǒng)已被應用在通信基站、互聯(lián)網(wǎng)等信息系統(tǒng)中,我們的手機、電腦只要入網(wǎng)就可進行時間校準,保障時間的準確性?!备餍懈鳂I(yè)對時間應用的精度需求不盡相同,董道鵬舉例說,高鐵調(diào)度管理需要秒級精度,廣播電視發(fā)播控制需要毫秒級精度,電網(wǎng)時間同步和故障定位、通信基站同步需要微秒級精度,衛(wèi)星導航提供常規(guī)服務(wù)需要納秒級精度……
實現(xiàn)不同的精確量級,小器件大有可為!
“只要我們在需求系統(tǒng)內(nèi)置小型銣原子鐘或晶體振蕩器,并配合自研高保持智能算法,即使外部授時信號丟失一段時間,系統(tǒng)仍能自主保持高精度的時間信號?!敝袊娍?0所原子鐘專業(yè)室硬件工程師韋強說。