核心提示： 時間是什么？ 商人說：時間是金錢；醫生說：時間是生命；軍人說：時間是勝利。 而對“北斗”來說，時間意味著精確定位。 日前，中國航天科工二院203所研制的北斗二代衛星時間頻率基準系統順利交付，該系統可為北斗二代導航測試中心提供統一的時間基準和頻率基準。 據了解，通過時間頻率標準溯源鏈和各種授時服務體系，可以為國防建設、國家安全等諸多行業和用戶提供國家標準時間頻率服務，特別是對我國航天技術領域的火箭、衛星發射、導航、定位和關系國家安全的試驗提供高可靠、高精度的授時保障。 而對我們普通人來講，有一個精確的時間，“北斗”才能為你精確定位。
時間差1毫秒，衛星定位失之千里 為何對“北斗”來說，時間意味著精確定位？ 這就要從它的定位原理說起。電磁波的傳播速率接近光速，為3×10-8米/秒。因此，只要測定電磁波在兩點間傳播的時間，就可知道兩點間距離。 以一顆北斗定位衛星為例，當它接收到地球上終端的信號時，只要計算出信號在衛星和終端之間傳播需要的時間，就能知道它們之間的距離。如果同時有三顆衛星的話，通過計算它們軌道的位置到終端的距離，就很容易知道終端具體所在。 因此，每個定位衛星上，都會有星載鐘。“星鐘的精度非常重要。”中國航天科工二院203所時間頻率計量專家說，“一個時鐘哪怕只差1毫秒，就會給定位帶來幾公里的誤差，如果再考慮時鐘穩定性帶來的影響，誤差將會更大。” 美國gps，授時誤差僅為10納秒 時間對定位這么重要，星載鐘自然不凡。以gps衛星為例，其用的就是星載原子鐘，高精度的原子鐘甚至可以達到每100萬年才誤差1秒。 1974年，美國發射導航技術試驗衛星1號。作為導航gps系統的先驅，該衛星載有兩個銣原子鐘。 1977年，美國發射了導航技術試驗衛星2號，載有兩個銫原子鐘，在太空中良好地運行了18個月。 隨后，美國相繼發射了第一代gps系統的前三顆衛星，衛星上攜帶有銣原子鐘，但它們的平均壽命都很短，不到一年。星鐘失效直接影響了導航衛星的性能，因此美國隨后對星鐘進行了無數次改進，從而有了今天gps 系統攜帶的原子鐘，也很少再見到衛星因為星鐘的緣故而失效。 1999年，美國對第三代gps衛星系統設定了一個目標：即定位精度0.5米，授時誤差僅10納秒。 “因此，北斗要想替代gps，星鐘要有較高的準確度、穩定度和可靠性。”203所有關專家表示。 “校表”，讓“北斗”的星鐘更準 原子鐘很準，但誰也不敢保證它上天之后不會出問題。 203所相關專家介紹：“如果衛星發射之后再發現星鐘有問題，就會影響衛星正常運轉，甚至是衛星失效。因此，需要在上天之前對星鐘進行檢測，保證其穩定性和準確度。” 這就是給“北斗校表”的由來。 2014年2月，203所研制的北斗二代衛星時間頻率基準系統順利交付使用，據了解，該系統利用氫原子鐘頻率標準，氫原子鐘采用203所自研的藍寶石氫鐘，其頻率準確度可達5e-13，1050年的守時偏差遠小于1毫秒。 “系統主要是為檢查星鐘的性能提供參考標準，并給測量設備提供時間統一信號。”該系統研制人員說，“通過檢測的星鐘，就能穩定地工作，就不會影響‘北斗’的精確定位了。”（王亮 吳巍 袁志勇） 延伸閱讀： 未來戰爭或將是場時間之戰 2009年12月22日，《中國人民解放軍標準時間管理規定》發布。 其實，美國國防部早在1971年就對其所屬單位使用的精密時間標準進行規范，實現了美軍全球化戰略時間標準的高度統一。 伊拉克戰爭爆發時，大批轟炸機、戰斗機直撲伊拉克首都巴格達，除了利用衛星進行精確定位外，也離不開高精度的授時系統。美軍通過該系統對目標實現多維鎖定，在時間統一的基礎上，為武器實施“護駕”，精確制導炸彈準確無誤地將一座座建筑徹底摧毀。 如果時間不準，戰場上會出現什么狀況，有人形象舉例：如果有10個雷達站，當一架敵機偷襲時，倘若雷達站與站之間時間不準確、不同步，10個信息單元獲取的目標在熒屏上可能就是10個，指揮員作決策時就很難迅速判斷到底是1個目標還是多個目標，從而延誤戰機。 據人民網報道，上世紀90年代，我國曾在東南沿海的一次軍演中，因為使用gps衛星授時，導致演習出現了明顯問題。 因此，時間基準是人和武器之間、作戰系統與作戰系統之間、單元與單元之間聯系的紐帶。時間基準不統一會直接影響武器的精確打擊效果和軍事行動的成敗，隨著信息的全球化，未來的戰爭，或將是一場時間之戰。 |
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