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[国内新闻] 军民融合建设中国时间频率体系

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发表于 2016-12-9 11:19:30 | 显示全部楼层 |阅读模式

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  □ 中国计量科学研究院 李天初
  日出而作,日落而息。人类最早对时间的认识始于对地球转动的天文观测,称为天文时和天文秒。到20世纪初,科学发展表明物理现象的时间稳定性大大好于天文现象。1967年,国际计量大会决定用原子秒和原子时取代天文秒和天文时。现行时间单位秒的定义是铯原子里边电子在一对指定能级之间跃迁时间的9192631770倍。从此,时间测量不再是观星星看太阳,而用原子钟计时了。
  一、“十二五”质检(计量)水平明显提升
  现代国家的时间频率体系由4部分组成,分别是秒长基准-时标基准-授时系统-时频应用。
  经过20年的发展,中国在民用和军方相关单位已经具备了世界水平的时间频率资源。
  在秒长基准部分,中国计量科学研究院(以下简称中国计量院)国家时间频率中心、中科院上海光机所和中科院国家授时中心分别成功或正在研制喷泉基准钟,由于复现秒定义,其中中国计量科学研究院研制的NIM5激光冷却-铯喷泉基准钟于2010年通过技术鉴定,2014年被质检总局发文批准为国家秒长基准装置,2015年通过了国际基准频率工作组(WG PSSF)评审,获准与其他8国的喷泉钟一起驾驭国际原子时。为了应对未来国际修改秒定义,中国有9家单位在研制15台光钟。其中中科院武汉物数所的钙离子光钟和中国计量院的锶原子光钟分别于2012年和2015年通过技术鉴定,并通过国际标准频率工作组(WG SF)认定,其绝对频率参加国际标准推荐频率的计算。
  在时标基准部分,中国现有4家守时实验室,即位于北京的中国计量院、北京卫星导航中心、中国航天203所和位于西安的中科院国家授时中心。4家守时实验室分表利用商品原子钟组守时,独立守时不确定度在5e-13量级。除卫星导航中心,其余3家都通过卫星系统传输数据,参加国际原子时合作,经国际合作返回的协调世界时驾驭后,时标不确定度可以改进大约100倍,达到5e-15。在和国际失去联系的非常时期,中国计量院将利用自研的铯喷泉钟直接驾驭原子时,保持时标以5e-15的不确定度独立运行。4家中国时标的共同问题是守时钟依赖进口。
  中国授时系统的主渠道是北斗系统(BDS),还利用军队和国家授时中心的无线电导航授时系统,以及守时实验室建设的其他手段(如电话,网络等)授时。近5年,多家科研单位和高校发展了伺服光纤链路高保真传输时间频率。其中中国计量院2014年建设的连接计量院-北京卫星导航中心的光纤链路已经连续工作了一年半,向后者提供时间频率基准信号。国内相关单位也正在规划基于蜂窝光纤互联网授时,作为北斗授时的备份补充。
  最后,时间频率应用的大部分应属于市场行为。但国外仍然将国防安全、通讯、电力、交通、金融等关系国计民生行业的关键部门以立法方式纳入国家法制计量范围,由相关归口部门强制管理。
  二、“十三五”强化计量基础,确立国家战略资源地位
  1.法规引领、资源整合、军民融合
  国家时间频率体系不是独立存在的,它是国家计量体系的有机组成部分,其建设与运行受到国家和军队计量法律法规的约束。
  如上所述,我国已经具备了基本满足国家和国防重大需求的时间频率资源。现在面对的问题是这些资源分属不同的部门,在现行体系下,这些投入大量资金、人力、物力的已有资源不能合理利用,反而各自为政、重复建设,甚至相互掣肘。
  世界发达国家,特别是运行卫星定位系统的美、俄两国,都通过立法和行政管理建立军民协调的时间频率体系。美国国家计量院(NIST)负责国家时间频率基准和美国时标,美军海军天文台(USNO)保持GPS地面时标,二者分工合作,保证了美国军民时间频率准确统一。俄罗斯宪法规定:俄罗斯司法权包括测量标准、米制及计时……俄罗斯国家时间频率服务及地球定位参数确定条例规定:国家时间频率服务组织负责建立与保持俄罗斯国家时标及标准频率。
  军民融合共建中国时间频率体系的关键是建立权威有效的军民统一管理机制,在“一个体系、内外有别,统筹规划、扬优补短、合作共赢”原则下,整合现有资源,构建独立准确、开放统一的国家时间频率体系,平时满足中国科学研究、经济发展、国防安全和人民福祉的需要;在非常时期保持独立准确运行,完成国家交给的使命。
  2.突破一批基础前沿,为全面提升国家质量总体水平服务
  ——整合守时资源,建设中国原子时标UTC(CN),在国内用一个时间为军民服务,在国际用一个声音彰显中国的地位。
  ——研制不确定度进入5e-16国际领先水平的铯喷泉国家秒长基准,保持常规稳定参与驾驭国际原子时。研制不确定度进入国际先进水平的光钟,实现光钟绝对频率向国际原子时合作报数,为未来国际修改秒定义做出中国贡献。
  ——建设喷泉钟紧锁原子时的国际第一流的国家时标基准,支持中国北斗升级,为国家重大需求服务。
  建设北斗授时系统和时间频率应用的计量溯源支持,建设国家PNT系统的时间溯源,为国家时间频率法制检定提供计量支持,为建设具有中国特色的国家质量体系服务。《中国质量报》

发表于 2016-12-9 16:56:00 | 显示全部楼层
时间频率准了,各项指标测试也准了
jackenergy 该用户已被删除
发表于 2017-1-6 14:32:21 | 显示全部楼层
很好很强大  加油
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