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關(guān)于北斗衛星時(shí)鐘“授時(shí)”,你知道多少?
來(lái)源:正瑞電子        瀏覽:158         發(fā)布日期:2024-06-12


     如今,通信系統、電力系統、金融系統、導航系統等,其有效運行都依賴(lài)于高精度時(shí)間同步。我們可以通過(guò)鐘表、手機、電腦、廣播以及新聞聯(lián)播等方式來(lái)查看時(shí)間信息(北京時(shí)間)。


       那么,這些時(shí)間信息又是從哪里來(lái)的呢?為什么我們可以隨時(shí)隨地都能獲取準確的時(shí)間信息?這得益于高精度的授時(shí)服務(wù),今天我們就來(lái)揭開(kāi)“授時(shí)”的神秘面紗。


     大家都知道我國的北斗導航衛星,是用于定位導航的。那么北斗是怎么進(jìn)行定位導航的呢?

實(shí)際上,導航衛星(如北斗)提供的是授時(shí)信息,手機從授時(shí)信息中導出位置信息,導航APP再根據位置信息提供日常的定位、導航功能。


大家對導航定位都比較熟悉了,那么授時(shí)到底是什么呢?

 

01 什么是授時(shí)?


      授時(shí)就是傳遞時(shí)間信息,嚴格來(lái)說(shuō)就是將某一標準時(shí)間信號傳遞給需要時(shí)間信息的用戶(hù)(包括手機、電腦、電視機等),以使得整個(gè)系統的時(shí)間同步。

 

      在這個(gè)通信網(wǎng)絡(luò )規模不斷擴大的時(shí)代,通訊設備類(lèi)型日益趨多,不同類(lèi)型的通訊產(chǎn)品要求能在同一個(gè)網(wǎng)管平臺上做到統一管理的需求不斷增加。因此,大到國家運轉、小到日常生活,都離不開(kāi)高精度授時(shí)的支持。


      舉一個(gè)例子,當你發(fā)現手機的時(shí)間比公司打卡機的時(shí)間慢了2秒,為了每天能夠準時(shí)打卡上班,你將手機的時(shí)間校準成公司打卡機的時(shí)間,這個(gè)過(guò)程其實(shí)就是一種授時(shí)。


     授時(shí)對整個(gè)人類(lèi)社會(huì )都有著(zhù)至關(guān)重要的作用,堪比秦始皇統一度量衡。如果沒(méi)有準確的授時(shí),人們將無(wú)法合理地安排生產(chǎn)生活,人類(lèi)社會(huì )也必然陷入混亂。

 


       比如同樣是標準時(shí)間早上10點(diǎn),手機慢3小時(shí)的人可能還在睡覺(jué),手機快3小時(shí)的人已經(jīng)上班半天了。若然有的人是上班的時(shí)間,有的人卻是吃飯的時(shí)間,有的人還是睡覺(jué)的時(shí)間,將會(huì )打亂人們生產(chǎn)和生活的時(shí)間安排,造成一片混亂。因此,我們需要授時(shí),需要一個(gè)統一的標準時(shí)間,授時(shí)技術(shù)也伴隨著(zhù)我們人類(lèi)社會(huì )在不斷進(jìn)步和發(fā)展。




02 授時(shí)技術(shù)在社會(huì )中的發(fā)展歷程



    授時(shí)技術(shù)在一定程度上體現著(zhù)人類(lèi)社會(huì )的活動(dòng)范圍、科學(xué)技術(shù)的整體水平。不同授時(shí)方式的變革與該時(shí)期的社會(huì )發(fā)展、科技進(jìn)步息息相關(guān)。 


在生產(chǎn)力低下、科技不發(fā)達的古代,就出現過(guò)許多不同的授時(shí)方式。


 

(1)晨鐘暮鼓與打更報時(shí)

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    “以鐘鼓司晨”的歷史由來(lái)已久。漢唐時(shí)期,古都長(cháng)安(陜西西安的古稱(chēng))就存在鐘樓和鼓樓。早晨敲鐘,城門(mén)打開(kāi),一天的生活開(kāi)始;夜晚?yè)艄?,宵禁?shí)行,所有人禁止隨意走動(dòng)。每個(gè)時(shí)辰都有不同的鐘聲和鼓聲提醒人們時(shí)間,能夠很好地為一座都城提供報時(shí)服務(wù)。


       咚!咚!咚!關(guān)好門(mén)窗,天干物燥,小心火燭!”,這就是古代打更的作用——提醒防火防盜。然而打更還有另一重要作用——報時(shí),更夫們在每一更用敲梆子的方式告訴人們時(shí)間。人們根據更夫不同的打更聲就可獲取時(shí)間信息。

  

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(2)午炮報時(shí)與落球報時(shí)


 

      明清兩朝北京城內曾采用午時(shí)鳴炮取代鐘鼓。人們依靠“午炮報時(shí)”安排生活:工人聽(tīng)到午炮下班,戲園子聽(tīng)到午炮拉幕開(kāi)戲。兩尊炮設在宣武門(mén)城樓上,人稱(chēng)“宣武響炮”。午時(shí)鳴炮一直延續到20世紀30年代,最終因費用過(guò)高而取消。

 

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     17世紀后,航海業(yè)發(fā)展迅速,對報時(shí)要求越來(lái)越高。由于不同時(shí)間的海潮高度是不相同的,所以利用精確時(shí)間可以知道船只位置,避免觸礁,“落球報時(shí)”便應運而生。它是利用碼頭、港口等地的高竿并掛上圓球,根據規定時(shí)刻升降圓球,人們就可根據圓球的高度和降落瞬間來(lái)調節船上鐘表。


 

       雖然古代的許多授時(shí)方式都因自身的局限性而逐漸被完全取代,但是,毋庸置疑,這些方式一度成為當時(shí)不可或缺的授時(shí)手段。再次印證,傳遞時(shí)間信息,真的太重要了!

 

       到了20世紀初期,隨著(zhù)社會(huì )不斷進(jìn)步,人們開(kāi)始利用掌握的通信手段和技術(shù)實(shí)現授時(shí)。

 

(3)無(wú)線(xiàn)電授時(shí)

 

     隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)電進(jìn)入實(shí)用階段,古老的授時(shí)方式逐漸被取代,人們開(kāi)始了一個(gè)嶄新的時(shí)代——無(wú)線(xiàn)電授時(shí)。無(wú)線(xiàn)電授時(shí)方式分為長(cháng)波、短波和低頻時(shí)碼等。


  • 長(cháng)波授時(shí):長(cháng)波是頻率在30千赫茲-300千赫茲、波長(cháng)在1千米~10千米的無(wú)線(xiàn)電波,其可通過(guò)地波(大地傳導)和天波(電離層反射)傳播。1910年,法國人首次在舉世聞名的埃菲爾鐵塔頂端選用長(cháng)波無(wú)線(xiàn)電信號發(fā)射器實(shí)現報時(shí)。


  • 短波授時(shí):短波是波長(cháng)在10米~100米的無(wú)線(xiàn)電波,也可通過(guò)地波和天波傳播,其傳播距離可達幾萬(wàn)公里。美國曾在1920年嘗試短波授時(shí)試驗,并于1923年開(kāi)始實(shí)施短波授時(shí)。


  • 低頻時(shí)碼授時(shí):低頻時(shí)碼授時(shí)系統通常是指工作頻率在30千赫茲-300千赫茲的一類(lèi)特殊的長(cháng)波授時(shí)系統,利用微電子技術(shù),具有傳輸穩定、覆蓋范圍廣泛的特性。日常的電波掛鐘、電波手表就是采用該授時(shí)方式。


目前,我國已分別建成BPL長(cháng)波授時(shí)系統、BPM短波授時(shí)系統和BPC低頻時(shí)碼授時(shí)系統,從而滿(mǎn)足人們對無(wú)線(xiàn)電授時(shí)的需求。

 

(4)網(wǎng)絡(luò )授時(shí)

 

      如今網(wǎng)絡(luò )已“飛入尋常百姓家”,網(wǎng)絡(luò )授時(shí)就是利用網(wǎng)絡(luò )時(shí)間協(xié)議(NTP, Network Time Protocol),自動(dòng)修正同步用戶(hù)的計算機時(shí)間,為用戶(hù)提供授時(shí)服務(wù)。



       在Windows 10的日期和時(shí)間界面上,通過(guò)更改設置選中Internet時(shí)間服務(wù)器即可。智能手機也可通過(guò)設置來(lái)獲取網(wǎng)絡(luò )提供的授時(shí)服務(wù)。無(wú)需任何操作,便可隨時(shí)隨地查看時(shí)間。




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(5)北斗衛星時(shí)鐘授時(shí)

 

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     許多現代的授時(shí)方式給人們的生活帶來(lái)了深刻的影響和變化。隨著(zhù)人類(lèi)將目光轉向未知的太空,我們也迎來(lái)了目前普遍使用的授時(shí)方式——衛星授時(shí)。

 


       顧名思義,衛星授時(shí)就是一種利用人造衛星發(fā)播標準時(shí)間信息的授時(shí)方式。衛星授時(shí)也是目前最新、精度最高的授時(shí)方式,它的出現給各個(gè)需要精密時(shí)間的領(lǐng)域帶來(lái)質(zhì)的飛躍。



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