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如果卫星授时系统错一秒会怎样?

时间:2019年07月08日 信息来源:科技日报 点击: 【字体:

说起卫星导航系统,人们总会首先想到它的导航定位功能,其实,授时也是其重要基础功能之一。如果说,导航出现偏差可能给你指错路,那么授时系统如果出现误差,哪怕只是错一秒,后果可能超乎想象。

“所谓授时,解决的是时间同步的问题。”中国科学院国家授时中心副主任卢晓春向科技日报记者介绍,“国家授时中心先要守住标准时间,让它保持连续、稳定,然后播发给各行各业,让他们来应用。”

这要先从时间系统说起。

时间系统也称为时间频率基准,它规定了时间测量的参考标准,包括时刻的参考标准和时间间隔的尺度标准。

常见的时间系统,包括以地球自转周期为基准的世界时(Universal Time,UT)、以地球绕太阳公转周期为基准的历书时(Ephemeris Time,ET)、以铯原子内部电磁振荡频率为基准的原子时(Atomic time,AT)等。

目前国际通用的标准时间叫做协调世界时(Universal Time Coordinated,UTC),它是以原子时的秒长为基础,与世界时的时刻相结合。当两者之差逐年积累,达到0.9秒时,就通过正负1闰秒的方式弥补误差,同时保持时间尺度的均匀。

我国最早的授时应用,是出于航天事业发展的需要。

卢晓春说,为满足东方红一号卫星发射需要,我国专门建立了时间发播台,以对发射场、测控站、测控船的时间进行同步。她介绍,火箭起飞后,发射场、各测控站以及测量船,将对它进行连续测控。所有的测控天线,都是根据火箭的飞行轨迹和速度,预测它将出现的方位和时间,准备“接力”。就像4x100米接力运动员如果配合失误容易掉棒一样,各测控站如果时间不同步,也可能跟丢目标。对于每秒能飞行几公里的火箭来说,差一秒可能就会跟不上它的信号。

如今的航天活动,更需要时间的精准同步。例如飞船与目标飞行器交会对接时,双方的对接机构必须精确对准,严丝合缝,这就需要地面多个测控站对2个飞行器的姿态同步观测,实时发出测控指令。稍有差错,“太空之吻”就会变成“车祸现场”。


卫星导航系统出现后,作为强大的授时工具,将授时应用推向了各行各业。卢晓春说,在生活中感觉微不足道的一秒钟,在许多行业里影响巨大。

例如在通讯领域,通讯基站对时间同步有很高要求,一秒的误差足以使通讯中断。尤其在即将来临的5G时代,这一要求将更加严格。

在金融领域,时刻有大量交易在进行,系统时间跳一秒,许多单子就无法成交。在瞬息万变的股市,这可能给你的账户带来令人悲伤的变化。

在电力行业,并网发电的基本要求除了电压相等、频率稳定,相位相同也是重要的一环。这需要精确的时间同步,如果稍有偏差,在零线上会产生电流,浪费电能。

因此,中国建设北斗卫星导航系统的重要性也不言而喻。

(作者:佚名)
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