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我国利用北斗时间传递装置实现高精度洲际时间比对

作者:   来源:   发布时间:2019-03-26 14:44:31

在“国家质量基础的共性技术研究与应用”重点专项的支持下,我国利用自主研制的“北斗时间传递装置”,基于该时间传递链路,成功进行了从中国北京到法国巴黎的超8200公里远程时间频率传输并完成了洲际时间比对,该系统时间稳定度优于1 纳秒,与GPS链路结果的吻合度优于2 纳秒。北斗链路的建立将为世界各国的国际标准时间合作开辟出新的道路,成为国际远程时间传递链路的重要组成部分,取得北斗系统国际化应用新突破。

北斗时间传递.jpg

基于上述时间传递比对结果,国际计量局与我国签订了推进北斗链路成为国际标准时间正式链路的协议,同时制定了北斗链路应用于国际标准时间计算的评估与实施路线图,标志着我国远程时间频率传递能力首次得到了国际权威机构认可。

目前,我国已与美国、俄罗斯、法国、德国、澳大利亚、阿根廷、南非等十几个国家和地区合作,利用北斗时间传递链路,完成了中国对亚洲、南美洲、北美洲、欧洲、大洋洲、非洲等6大洲超远距离的时间频率传递及性能评估。结果表明,在北斗系统有效覆盖范围内,时间传递链路性能指标与GPS链路相当,具备了成为国际标准时间正式链路的能力。

下一步,我国将在已建立的中国时间基准(准确度达到3500万年不差一秒)基础上持续开展更高准确度时间频率基准钟的研制;不断优化完善北斗时间传递方法和链路性能,积极参与国际标准时间产生;建立覆盖全国乃至亚太地区的远程时间溯源体系,保证我国及周边时间频率量值的准确统一,不断拓展时间频率在各相关领域的广泛应用。

 

延伸阅读:

 

2017年8月3日 中国计量院首次实现欧亚链路北斗时间频率传递 性能水平与GPS相当

日前,由中国计量科学研究院(简称中国计量院)在国际计量局(BIPM)支持下开展的北斗卫星导航系统(简称北斗)超远距离时间频率传递研究取得了重要进展。中国计量院基于自主研制的“北斗时间频率传递装置”,完成了北斗时间传递链路校准,并首次在超8200公里的欧亚链路和1000公里的欧洲内部链路实现了全视和共视两种方法的时间频率传递,稳定度达1 ns,与GPS时间传递结果的吻合度优于2 ns。

高水平的时间频率传递在国民经济建设和许多高新技术产业中发挥着重要作用。目前我国通信、电力、交通等行业都广泛采用基于GPS的高性能时间频率传递技术。随着空间技术等的快速发展,近年来用户对时间频率传递的安全性、独立性、精密性和远距离传输性等提出了新的更高要求。

为此,从2017年1月起,中国计量院在BIPM支持下开展欧亚链路和欧洲内部链路北斗时间传递相关实验研究。

中国计量院科研人员在位于法国巴黎的BIPM完成了自主研制“北斗时间频率传递装置”的安装调试,并成功实现了基于北斗系统的“法国巴黎(BIPM)——中国北京(中国计量院)”超远距离的时间频率传递。传递距离超过8200公里,传递稳定度、准确度与GPS时间传递系统相当。科研人员还比对了位于捷克布拉格地区北斗时间频率传递数据和位于BIPM的“北斗时间频率传递装置”测量数据,验证了北斗系统在欧洲区域内超过1000公里的时间频率传递可行性。通过实验,中国计量院首次获得了欧亚链路、欧洲链路基于北斗系统的全视、共视时间频率传递性能指标,为基于北斗系统在欧亚之间、欧洲区域范围内进行高水平时间传递提供了重要理论依据和数据参考,为北斗系统走出国门、服务全球奠定了坚实基础。

该研究工作受到了国际同行的高度肯定与认可。相关论文在7月9-13日举行的国际时间频率领域最高级别学术会议——欧洲时间频率论坛(EFTF)和IEEE频控年会(IFCS)中发表。中国计量院时间频率所梁坤副研究员受邀作会议口头报告。

据悉,中国计量院已与法国巴黎天文台(法国国家计量院)、德国联邦物理技术研究院(德国国家计量院)等参与协调世界时(UTC)合作的主要单位达成了合作意向,将联合对基于北斗系统的“洲际、超远距离时间频率传递”进行评估,这对于扩展北斗系统海外应用有着重要意义。目前,中国计量院自主研发的北斗时间频率传递装置已在法国巴黎天文台完成了安装

 

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GPS共视技术应用的发展现状

 

在我国的各定时实验室之间,在很多年前就已经开始使用GPS共视技术来达到和完成高精度的时间和频率的传递。由于这种方法比较适用于进行原子钟比对,从而可以将世界各定时实验室的原子钟联系在一起来共同参与TAI计算。

随着社会科技的不断进步和其他行业的需要,越来越多的行业都开始使用高精度的时间和频率同步这一技术,并也开始使用GPS共视技术。但是由于GPS共视接收机相对昂贵,限制了GPS共视技术在各个领域的应用。这样就需要有高科技企业来研制相对廉价的PGS接收机来满足不同企业对于该项技术使用的需求。

廉价的GPS接收机出现于九十年代中期。但是,无论用户的原子钟有多么准确,都会存在着老化的现象。这就需要定期对需要高精度时间频率同步的用户的接收机进行校正。但这很难让远距离的原子钟实现同步,而GPS共视技术则可以解决这一问题,除此之外,GPS共视技术可以作为一种媒介,让用户与国家级守时实验室的原子钟实现同步。

随着科技的不断进步,GPS共视技术由于其价格适中,精准度高,使用方便等特点,已经开始广泛应用于各个领域。

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