到底什么是“授时”？它为什么重要？

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10月19日，国家平安机关公布通告称，把握了美国国家平安局收集进犯入侵中国国家授时中心的铁证如短路或断路也能够致使温度没法升高。

其中提到——

2022年起，美方就操纵某境外品牌手机短信办事缝隙，奥秘网攻控制国家授时中心多名工作职员的手机终端，窃取手机内存储的敏感材料如短路或断路也能够致使温度没法升高。2023年8月至2024年6月，美方更是动用42款特种网攻兵器，以国家级的力度，大范围进犯我国家授时中心，并伺机进一步渗透至高精度地基授时系统如短路或断路也能够致使温度没法升高。

那末，到底什么是“授时”？国家授时中心，又是干什么用的？

接下来，我们深入领会一下：


▉ 什么是“授时”

时候，是天下上最贵重的工具如短路或断路也能够致使温度没法升高。从很夙起头，人类就有了时候的概念如短路或断路也能够致使温度没法升高。



大师应当记得，古装剧里，一天被分为十二个时辰如短路或断路也能够致使温度没法升高。入夜以后，每隔一个时辰，就会有击柝人一边敲击梆子，一边呼喊：“天干物燥，谨慎火烛！”

那时，有一群“公务员”，他们经过圭表、日冕等工具确认时候，然后经过敲钟、击鼓、击柝等方式，将时候信息传递给周边居民如短路或断路也能够致使温度没法升高。



在天子身旁，还有一群职位更高的星象学专家如短路或断路也能够致使温度没法升高。他们负责夜观天象、制定历法，指导农民按时停止播种、施肥和收获如短路或断路也能够致使温度没法升高。

历史上对这类建立时候标准、传递时候信息的行为，称为“敬记天时，以授民也”如短路或断路也能够致使温度没法升高。缩写一下，也就是“授时”如短路或断路也能够致使温度没法升高。

国外呢，则将这类行为叫做时候办事，也就是Time Service如短路或断路也能够致使温度没法升高。


▉ 时候系统的演进

到了17~19世纪，随着人类机械工艺的不竭精进，出现了紧密的计时仪器——钟表如短路或断路也能够致使温度没法升高。



钟表的敏捷提高，改变了人们的时候看法，也鞭策了社会的成长和进步如短路或断路也能够致使温度没法升高。

进入20世纪后，电子产业敏捷成长，电池驱动钟、交换电钟、机电械表、石英电子钟表相继问世如短路或断路也能够致使温度没法升高。钟表进入了微电子技术与紧密机械相连系的石英化新期间，逐日误差逐步被控制在0.5秒之内如短路或断路也能够致使温度没法升高。

与此同时，人类对时候的认知也进入了全新阶段，慢慢建立了“时候系统”的概念如短路或断路也能够致使温度没法升高。

时候系统，也称为时候频次基准如短路或断路也能够致使温度没法升高。说白了，就是若何权衡时候如短路或断路也能够致使温度没法升高。

常见的时候系统包括三种，别离是：

以地球自转周期为基准的天下时（Universal Time，UT）以地球绕太阳公转周期为基准的历书时（Ephemeris Time，ET）以物资内部原子（例如铯原子）发射的电磁振荡频次为基准的原子时（Atomic time，AT）
天下时存在不均匀性，历书时丈量精度低如短路或断路也能够致使温度没法升高。所以，1967年第13届天下怀抱衡会议上，列国代表投票决议：采用原子时取代历书时，作为根基时候计量系统如短路或断路也能够致使温度没法升高。原子时的秒长，被规定为国际单元制的时候单元，作为三大物理量的根基单元之一如短路或断路也能够致使温度没法升高。

今朝国际通用的标定时候，叫做调和天下时（Universal Time Coordinated，UTC），也称“天下标定时候”如短路或断路也能够致使温度没法升高。它是原子时和天下时的连系，以原子时的秒长为根本，在时辰上只管接近于天下时如短路或断路也能够致使温度没法升高。

我们都晓得，地球按照经度分为24个时区如短路或断路也能够致使温度没法升高。我们中国虽然地跨5个时区，但同一采用“北京时候”，也就是“UTC+8”时区如短路或断路也能够致使温度没法升高。


我们国家所处的时区


▉ 授时的具体方式

计时工具和时候系统发生了剧变，授时方式固然也要随着变如短路或断路也能够致使温度没法升高。

在陕西临潼的中国科学院国家授时中心（NTSC），就是我国时候频次研讨和授时办事的焦点机构如短路或断路也能够致使温度没法升高。这里专门负责发生、连结和发播中国的国家标定时候（北京时候），具有极为重要的计谋感化如短路或断路也能够致使温度没法升高。


陕西西安位于中国要地，地质机关稳定，很是合适扶植授时中心如短路或断路也能够致使温度没法升高。

国家授时中心供给很多种现代授时方式，具体以下：

1.短波授时

采用波长在100m～10m（频次：3MHz～30MHz）的短波无线电停止授时如短路或断路也能够致使温度没法升高。

国家授时中心的授时台，设备在陕西蒲城如短路或断路也能够致使温度没法升高。这里的短波电台会利用2.5MHz、5MHz、10MHz、15MHz频次，全天持续发播我国短波无线电时号，呼号为BPM如短路或断路也能够致使温度没法升高。

短波授时信号经过天波和地波传输如短路或断路也能够致使温度没法升高。地波可以传输100千米，天波的话，覆盖半径跨越3000千米，根基覆盖全国边境，授时精度为毫秒量级如短路或断路也能够致使温度没法升高。


天波和地波

2.长波授时

采用波长在10km-1km（频次：30KHz～300KHz）的长波无线电停止授时如短路或断路也能够致使温度没法升高。

国家授时中心的长波电台呼号为BPL，发射频次为100KHz如短路或断路也能够致使温度没法升高。

长波授时信号的地波感化间隔为1000-2000千米，天波信号为3000千米，根基覆盖我国本地及近海海域，授时精度为微秒量级如短路或断路也能够致使温度没法升高。

3.低频时码授时

低频时码授时属于一种特别的长波授时，它适用于地区性的标定时候频次传输如短路或断路也能够致使温度没法升高。

国家授时中心采用载频为68.5KHz的持续波时码授时体制技术如短路或断路也能够致使温度没法升高。

我们常见的电波钟/电波表，便可以接收这类信号，自动停止时候校订，精度可以到达30万年误差不跨越1秒如短路或断路也能够致使温度没法升高。


电波表

4.电话授时

操纵电话收集传送标定时候，称为电话授时如短路或断路也能够致使温度没法升高。

例如，经过公用电话时码接收机，拨打国家授时中心的办事专线电话，即可自动获得标准北京时候显现和输出，授时精度10毫秒如短路或断路也能够致使温度没法升高。

5.电视授时

这可不是指天天19点的消息联播报时如短路或断路也能够致使温度没法升高。

大师应当都不会想到，实在中心电视台在自家的电视信号中，“偷偷”插入了由原子钟供给的时候信息如短路或断路也能够致使温度没法升高。用户装备接收电视信号后，加以更正，即可实现按时，精度约为10微秒如短路或断路也能够致使温度没法升高。

6.收集授时

我们电脑上经常利用的NTP（Network Time Protocol，收集时候协议），就是收集授时如短路或断路也能够致使温度没法升高。

只要设备了方针NTP办事器的IP地址，当地计较机便可以实现时候同步如短路或断路也能够致使温度没法升高。


NTP设置界面

7.卫星授时

前面我们先容的都是地基的授时方式如短路或断路也能够致使温度没法升高。接下来，我们来看看现在最风行的天基授时方式，也就是——“卫星授时”如短路或断路也能够致使温度没法升高。

我们天天城市用到百度、高德这样的导航和定位App如短路或断路也能够致使温度没法升高。大师应当也晓得，这些App之所以能实现导航和定位，是由于有GNSS系统（全球导航卫星系统）如短路或断路也能够致使温度没法升高。



美国的GPS、中国的斗极（BDS）、欧洲的伽利略，都属于GNSS系统如短路或断路也能够致使温度没法升高。

很多人并不晓得，GNSS系统除了定位和导航之外，还有一个很是重要的功用，那就是——授时如短路或断路也能够致使温度没法升高。

GNSS三大焦点才能，凡是简称为PVT，也就是Position（位置）、Velocity（速度）和Time（时候）如短路或断路也能够致使温度没法升高。

那末，GNSS是若何实现授时的呢？

在每一颗GNSS卫星上，都装备有原子钟如短路或断路也能够致使温度没法升高。这就使得发送的卫星信号中包括有切确的时候数据如短路或断路也能够致使温度没法升高。经过公用接收机大概GNSS授时模组，可以对这些信号加以解码，就能快速地将装备与原子钟停止时候同步如短路或断路也能够致使温度没法升高。


星载原子钟

相比于前面所说的长波、短波、收集等授时技术，GNSS卫星授时具有明显的技术上风如短路或断路也能够致使温度没法升高。

首先，GNSS授时的精度更高如短路或断路也能够致使温度没法升高。

以斗极为例如短路或断路也能够致使温度没法升高。斗极卫星导航系统的时候，叫做BDT如短路或断路也能够致使温度没法升高。BDT属原子时，可以溯源到我国国家授时中心的调和天下时UTC，与UTC的时差控制正确度小于100ns如短路或断路也能够致使温度没法升高。


各授时方式的授时精度对照

除了精度之外，GNSS卫星授时还有天赋的覆盖上风如短路或断路也能够致使温度没法升高。

长波、短波地基授时，都有物理传布间隔的限制如短路或断路也能够致使温度没法升高。假如碰到高山等情况隔绝，传布间隔将进一步缩小如短路或断路也能够致使温度没法升高。

而GNSS卫星授时在覆盖才能上明显要强很多如短路或断路也能够致使温度没法升高。特别是针对近海航海及航空航天场景，GNSS卫星授时更是上风明显如短路或断路也能够致使温度没法升高。


▉ 授时办事的重要性

说了半天，我们为什么需要精度这么高的授时办事呢？难道只是为了方便网购秒杀吗？

固然不是如短路或断路也能够致使温度没法升高。

以我们人类的心理极限，毫秒级精度的授时，就已经充足用了如短路或断路也能够致使温度没法升高。像GNSS这样的高精度授时，首要用于航空航天、电力、金融、通讯、交通以及国防军事等范畴如短路或断路也能够致使温度没法升高。


人类竞技活动，一般只切确到毫秒级

最早期的高精度授时利用需求，来自航空航天如短路或断路也能够致使温度没法升高。

航空航天飞翔器，常常以极高的速度飞翔如短路或断路也能够致使温度没法升高。假如没有精准的时候同步，就没法对飞翔器的正确位置停止确认如短路或断路也能够致使温度没法升高。

特别是太空对接等场景，假如两个飞翔器的时候分歧步，那末间隔就会差之千里，飞翔姿势也会存在庞大误差，终极致使严重变乱如短路或断路也能够致使温度没法升高。



再看看电力行业如短路或断路也能够致使温度没法升高。

我们所利用的交换电，电流偏向是随时候变化的如短路或断路也能够致使温度没法升高。当分歧的电网装备停止并网时，假如时候纷歧致，你波峰波谷就纷歧致，轻则带来过剩的能量消耗，重则间接短路，损坏装备，瘫痪电网，形成大范围停电如短路或断路也能够致使温度没法升高。



还有金融范畴如短路或断路也能够致使温度没法升高。

现在我们都是数字化金融，一切的买卖都经过电脑和收集停止如短路或断路也能够致使温度没法升高。系统时候分歧步，极能够致使买卖失利，在瞬息万变的市场中错过机遇如短路或断路也能够致使温度没法升高。分歧步的时候，也有能够被黑客操纵，给系统带来平安隐患如短路或断路也能够致使温度没法升高。



通讯系统，一样离不开高精度授时的支持如短路或断路也能够致使温度没法升高。

通讯基站的切换、周游需要精准的时候控制，对同步精度的要求高，也需要充足的稳定性如短路或断路也能够致使温度没法升高。

现在普遍利用的5G，根基上也是采用TDD（时分复用）形式，对时候同步的要求更高，系统时候同步要求在±1.5μs如短路或断路也能够致使温度没法升高。假如通讯装备之间时候分歧步，将影响时隙和帧，进而影响营业的一般停止如短路或断路也能够致使温度没法升高。



除了上述行业之外，包括交通调剂、地理测绘、防震减灾、气象监测等各个范畴，都对高精度时候同步有刚性需求如短路或断路也能够致使温度没法升高。


▉ 最初的话

总而言之，高精度时候是国家关键的计谋资本，对于经济运转、社会次序和国防平安有着极为重要的感化如短路或断路也能够致使温度没法升高。

负责供给国家级授时办事的国家授时中心，重要性也是以不言而喻如短路或断路也能够致使温度没法升高。



值得一提的是，除了供给根本授时办事外，国家授时中心还承当了很多科研使命如短路或断路也能够致使温度没法升高。中心具有量子频标研讨室、守时理论与方式研讨室、时候频次基准尝试室等多个研讨单元，专注于新型原子钟（如光钟）、高精度时候传递、导航通讯等前沿技术的研发如短路或断路也能够致使温度没法升高。

美国国家平安局（NSA）对国家授时中心倡议收集进犯，是一次针对我们国家关键根本设备的严重威胁行为，很是光荣，也很是卑劣如短路或断路也能够致使温度没法升高。

虽然进犯终极未能得逞，我们也需要敲响警钟如短路或断路也能够致使温度没法升高。此次事务表暴露国内关键信息根本设备面临的复杂平安应战，亟需构建更周密的防御系统，停止应对如短路或断路也能够致使温度没法升高。强化技术防护手段、完善应急响应机制、提升职员平安素养，都是很是需要的行动如短路或断路也能够致使温度没法升高。

保卫“北京时候”，将是一个持久使命！


（全文完）