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国家授时中心在国际实现北斗卫星的亚欧间国际时间比对

2017-09-13 来源:科学网 人气: 评论

  北斗是我国独立自主开发的全球卫星导航系统。自2004年8月立项以来,北斗二号工程已经建成了能够为我国及亚太地区提供导航、定位、授时和短报文通信服务的系统,服务区内系统性能与国外同类系统相当,达到同期国际先进水平。

  北斗卫星导航系统的系统时间简称北斗时(BDT)。北斗时属原子时,起算历元时间是2006年1月1日0时0分0秒,它通过中国科学院国家授时中心保持的地方协调世界时UTC(NTSC)与世界时间取得联系。可以说,UTC(NTSC)的保持精度直接影响到北斗时间及其授时服务的准确性。

  目前,世界上有两种时间计量系统,一种是基于地球自转的“世界时”,另一种则是基于原子振荡的“原子时”。由于两种时间尺度对秒的测量方法不同,随着时间的推移,这两个时间系统之间就会出现差异。1972年一种折中的时间尺度应运而生,所以有了“协调世界时”的概念。

  通常协调世界时是各国授时发播的基础。我国的标准时间是国家授时中心通过氢铯原子钟组所保持的地方协调世界时UTC(NTSC),该时间通过长短波授时系统发播出去供各行各业应用。而“协调世界时”则是由中国科学院国家授时中心原子钟产生的数据与世界其他守时中心原子钟的数据综合归算而获得的。

  近日,中国科学院国家授时中心在国际上首次实现了基于北斗导航卫星的亚欧间国际时间比对,这对于拓展北斗系统的国际应用具有重要价值和里程碑意义。

  在此次远距离国际时间比对中,国家授时中心时间基准实验室基于我国时间基准UTC(NTSC)系统,采用北斗共视法,通过与德国物理技术研究院所保持的德国国家标准时间UTC(PTB)、瑞典国家技术研究中心保持的瑞典国家标准时间UTC(SP)、比利时皇家天文台保持的比利时国家标准时间UTC(ORB)以及西班牙海军天文台保持的西班牙国家标准时间UTC(ROA)分别进行比对试验,实现了2~3纳秒的比对精度,其远距离比对性能指标与美国GPS共视比对精度相当,这为北斗应用于国际时间的产生提供了有力的技术支持。

  目前北斗卫星导航系统星座还不完善,其主要覆盖范围在亚太区域,而欧洲仅能观测到4颗左右的卫星且仰角较低,所以实现长基线的时间比对相对较为困难。

  此次北斗亚欧间国际时间比对的完成,证明北斗已经初步具备了加入国际时间归算的能力,可以进一步提高我国北斗的国际地位。目前,美国GPS和俄罗斯的GLONASS系统已经正式作为国际标准时间计算的国际时间比对手段,而北斗作为我国独立自主的卫星导航系统,实现稳定可靠的长基线时间比对将对国际标准时间的产生具有重要的意义。

  国家授时中心在北斗任务中还承担着GNSS时差监测、时间频率体系及原子钟研制等多项关键技术攻关任务,这在北斗系统的建设和发展中发挥了重要的支撑作用。国家授时中心还是中俄卫星导航时间兼容与互操作国际合作的中方组长单位,代表北斗参加全球卫星导航系统国际委员会(ICG)与国际全球卫星导航系统星基增强系统互操作(IWG)中时间方面的国际工作。

  除此之外,国家授时中心还在多方面代表我国北斗系统在国际舞台上与美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟Galileo、印度IRNSS及日本QZSS系统等供应商和各国际组织等开展博弈与竞争,为中国北斗争取国际舞台上的话语权、主动权、主导权。

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  图:国家授时中心时频基准实验室


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