所謂“授時”就是以某個人的時鐘為基準大家對表。一個人廣播現在是幾點幾分幾秒,其他人根據廣播修正自己的時間。有了共同一致的時間,才能有相互協調的行動。北斗的定位、導航功能,我們在生活中能夠直接接觸。授時,就是給出準確的時間,對一些儀器設備來說就是進行時間的校準。
北斗如何提供授時?北斗衛星上一般搭載3到4臺高精度(約0.3納秒級)原子鐘作為基準時間源。衛星播發的電文中含有軌道坐標和衛星時間,結合接收機的空間坐標,通過求解方程組,就能夠實現授時功能。“北斗的授時精度可達到10納秒級,這一精度與GPS相當。時間基準是一個國家安全的保障,如高鐵、電網、股市、計算機網絡通信、跨海大橋和海底隧道建設等等,都需要時間同步。現代社會離開統一時間基準是不可想象的。
長度測量,質量測量都建立在精確測量時間的基礎上,沒有精確的時間就沒有精確的科學。授時又是工程的基礎,可以說沒有精確衛星授時就沒有現代技術和工程。舉兩個例子: 通訊的基礎前提就是最精確的授時。通訊需要把你發出的語音文字和圖像先切割成一個一個的包,然后按照時間順序發送給接受者,對方再按照時間順序把這些包重新組合起來恢復成聲音和圖像。時間測量越精密,信息包就可以越密集,單位時間發送量就越大,通信效率就越高。時間測量如果錯誤了呢?對方就會收到一堆解不開的亂碼。這有點像火車的運行調度。同一條鐵軌上,時間精確到小時,你就可以每小時發出一班車,時間精確到秒,就可以每秒發一班車,時間越精確,發車就可以越密集。對于我們這樣一個已經占領5G通信高地,正在追求更大帶寬更低延遲的信息大國,掌握更精密的時間測量手段顯然是極端重要的。
定位的精度也首先取決于對時間的測量。以GPS定位為例。若干衛星不斷廣播它在某個時間的位置,與你的手機形成一系列三角點進行三角測量,時間越精密準確,測量就越準。如果沒有大家一致的準確時間,就沒法測量準確的位置,而測量準確的位置,在科學技術工程乃至生活上也是很重要的。
審核編輯 黃宇
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