6月23日9時43分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭，成功發(fā)射北斗系統(tǒng)第五十五顆導(dǎo)航衛(wèi)星的同時，也標(biāo)志著北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署全面完成。

　　“北斗”的導(dǎo)航精度 

　　北斗三號基本導(dǎo)航服務(wù)可向全球提供精度優(yōu)于5米的定位服務(wù)，在精密定位方面，最高精度定位動態(tài)可達(dá)到分米級，靜態(tài)可達(dá)到厘米級。

　　“如果出租車裝上這套高精度系統(tǒng)，可以閉著眼睛把車開到你的腳底下，這就是我們北斗的特色服務(wù)。也是一個巨大的成就。這個高精度應(yīng)用目前只能在我們中國境內(nèi)用，今后還要把它向全世界推廣?！?中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室主任、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)新聞發(fā)言人冉承其如是說。

　　而將北斗定位精度從米級提高到厘米級水平是位于陜西臨潼的中國科學(xué)院國家授時中心（以下簡稱國家授時中心）創(chuàng)新完成的。 

　　北斗三號衛(wèi)星上的星載銣原子鐘是中國科學(xué)院精密測量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院（原武漢物理與數(shù)學(xué)研究所）研制的第三代產(chǎn)品——甚高精度星載銣原子鐘，其精度可以達(dá)到每天100億分之5秒，處于國際領(lǐng)先水平。

　　衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)雖然是一種導(dǎo)航定位系統(tǒng)，但導(dǎo)航定位的基本原理卻是時間測量。因此，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)需要有一套準(zhǔn)確可靠的時間頻率系統(tǒng)，也具有授時功能，它的授時精度在十納秒量級。國家授時中心科技處負(fù)責(zé)人任曉乾介紹。

　　“時間的毫厘之差，會帶來距離的千里之謬。在太空開展飛船對接，一旦測控系統(tǒng)時間差百萬分之一秒，就會出現(xiàn)300米的距離偏差?！眹沂跁r中心原主任漆貫榮研究員這樣舉例說之。

　　國家授時中心作為我國唯一專門從事時間頻率科學(xué)和技術(shù)科研的機構(gòu)，不但是“北京時間”的守時與授時機構(gòu)，也為北斗全球系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展作出了諸多貢獻(xiàn)。

　　國家授時中心依托國家標(biāo)準(zhǔn)時間的優(yōu)勢，圍繞北斗系統(tǒng)的工程建設(shè)和穩(wěn)定運行，在北斗系統(tǒng)中承擔(dān)了信號、軌道、時間測試評估和新技術(shù)試驗驗證、系統(tǒng)時間溯源、時間頻率體系及原子鐘研制等多項關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)任務(wù)，為北斗系統(tǒng)的建設(shè)、運行和發(fā)展發(fā)揮了重要作用。

　　2015年，國家授時中心建成了我國第一套全面的、實時連續(xù)運行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)時差監(jiān)測和授時性能評估系統(tǒng)，全面開展全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)時間監(jiān)測和服務(wù)性能評估工作，有力支撐著北斗系統(tǒng)的建設(shè)和運行。

　　國家授時中心還長期負(fù)責(zé)北斗衛(wèi)星信號質(zhì)量監(jiān)測工作，自主研發(fā)建成了全球首個以40米天線為核心的北斗空間信號質(zhì)量評估系統(tǒng)，評估結(jié)果已成為北斗衛(wèi)星入網(wǎng)與在軌故障診斷的重要判據(jù)和分析依據(jù)，實現(xiàn)了對北斗三號試驗星和組網(wǎng)星信號的第三方國內(nèi)權(quán)威的監(jiān)測與評估。

　　與此同時，國家授時中心建成了“北斗一帶一路高精度位置與時間服務(wù)中心”，將北斗定位精度從米級提高到厘米級，也即將形成便于推廣的分布式示范裝置。目前，這些成果已經(jīng)應(yīng)用在地面觀測網(wǎng)時間同步、甘肅地震滑坡監(jiān)測等領(lǐng)域，填補了我國在高精度定位和超高精度定時方面的應(yīng)用空白。

　　“北斗”的授時精度 

　　“高精度的時間不僅在通信、證券、航空、國防等領(lǐng)域具有重要意義，作為最基本的物理量，對提升國家科研水平也有著基礎(chǔ)性作用?！眹沂跁r中心副主任李孝輝研究員講。

　　如在電力系統(tǒng)中，大量發(fā)電機并網(wǎng)發(fā)電需要保持高度時間同步，并網(wǎng)主要設(shè)備的時間要同步到微秒量級。同時，時間也可以充當(dāng)輸電線上的偵察兵。“比如，高壓輸電線不幸被雷擊中，高精度時間就可以實現(xiàn)對故障點的快速定位。”國家授時中心時間科普館工作人員介紹。

　　同樣的原理，5G通信也需要高精度時間來保駕護(hù)航。沒有時間同步就無法實現(xiàn)通信，5G基站有著非常高的時間同步要求，精度要達(dá)到十幾個納秒。

　　據(jù)介紹，北斗衛(wèi)星的授時精度也是世界上最高的，十個納秒，就是你收到時間的誤差不會超過十個納秒。一個納秒是十的負(fù)九次方秒。

　　“北斗系統(tǒng)是混合星座衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，將為我們提供高精度時間的保障。北斗系統(tǒng)將會在電力、通信、交通、鐵路，還有我們的智慧城市、農(nóng)業(yè)、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈方面得到廣泛的應(yīng)用。”國家授時中心劉婭博士說。

　　目前，我們?nèi)粘５摹氨本r間”并非來自北京，而是來自國家授時中心。這里是北京時間的源頭，小到手表，大到衛(wèi)星，它們的時間都來自于此。

　　在國家授時中心的時頻基準(zhǔn)重點實驗室，12臺顯示屏上分別顯示著“北京時間”“協(xié)調(diào)世界時”“國際原子時”，這些原子鐘是利用測量原子震蕩頻率來計時，其授時的銫原子鐘，精度可以達(dá)到每100萬年誤差1秒。國家授時中心擁有國內(nèi)第一、世界第四規(guī)模的守時原子鐘組，負(fù)責(zé)確定和保持我國原子時標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)調(diào)世界時標(biāo)準(zhǔn)，“守”和“授” “北京時間”精度與發(fā)射。

　　為進(jìn)一步提高我國授時系統(tǒng)的安全性、可靠性和授時精度，2019年，由國家授時中心建議的“十三五”國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項目——高精度地基授時系統(tǒng)在西安啟動建設(shè)，計劃在2023年建成。

　　“西安也將成為我國時間頻率科學(xué)研究、創(chuàng)新、發(fā)展的中心，為數(shù)字信息化發(fā)展提供重要支撐。”任曉乾介紹。

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