深度揭秘：到底什么是“授时”?

　　世界上最宝贵的东西是什么?

　　我相信很多人的答案是——“时间”。

　　没错，时间非常之重要。古时候，无数先贤告诫我们，要好好珍惜时间、利用时间，正所谓“一寸光阴一寸金，寸金难买寸光阴”。

　　那么，问题来了，古人既没有钟，也没有表，他们是如何获知时间的呢?

　　▉ “敬记天时，以授民也”

　　大家应该记得，古装剧里，一天被分为十二个时辰。

　　入夜之后，每隔一个时辰，就会有更夫打更——一边有节奏地敲击梆子，一边吆喝：“天干物燥，小心火烛!”

　　是的，古人想要获知时间信息，基本靠“听”。

　　当时，有那么一群“公务员”，他们通过圭表、日冕等工具确认时间，然后通过钟楼敲钟、鼓楼击鼓、更夫打更等方式，将时间信息传递给周边居民。

　　在皇帝身边，还有一群职位更高的星象学专家。他们负责夜观天象、制定历法，指导农民按时进行播种、施肥和收获。

　　历史上对这种建立时间标准、传递时间信息的行为，称为“敬记天时，以授民也”，缩写一下，也就是“授时”。

　　国外呢，则将这种行为称之为时间服务，也就是Time Service。

　　▉ 从历书时到原子时，时间系统的演进

　　到了17~19世纪，随着人类机械工艺的不断精进，钟表制造业进入了高速发展期，并实现了工业化生产。

　　钟表的迅速普及，逐渐改变了人们的时间观念，也推动了社会的发展和进步。

　　怀表——19世纪英伦绅士的标配

　　进入20世纪后，电子工业迅速发展，电池驱动钟、交流电钟、电机械表、石英电子钟表相继问世。钟表进入了微电子技术与精密机械相结合的石英化新时期，每日误差逐渐被控制在0.5秒以内。

　　与此同时，人类对时间的认知也进入了全新阶段，逐步建立了“时间系统”的概念。

　　时间系统，也称为时间频率基准。说白了，就是如何衡量时间。

　　常见的时间系统包括三种，分别是：

　　w 以地球自转周期为基准的世界时(Universal Time，UT)

　　w 以地球绕太阳公转周期为基准的历书时(Ephemeris Time，ET)

　　w 以物质内部原子(例如铯原子)发射的电磁振荡频率为基准的原子时(Atomic time，AT)

　　世界时存在不均匀性，历书时测量精度低，所以，1967年第13届世界度量衡会议上，各国代表投票决定采用原子时取代历书时，作为基本时间计量系统。原子时的秒长，被规定为国际单位制的时间单位，作为三大物理量的基本单位之一。

　　目前国际通用的标准时间，叫做协调世界时(Universal Time Coordinated，UTC)，也称“世界标准时间”。它是原子时和世界时的结合，以原子时的秒长为基础，在时刻上尽量接近于世界时。

　　我们都知道，地球根据经度分为24个时区。我们中国虽然地跨5个时区，但统一采用“北京时间”，也就是“UTC+8”时区。

　　我们国家所处的时区

　　▉ 授时到底有哪些方式

　　计时工具和时间系统发生了巨变，授时方式当然也要跟着变。

　　授时过程，其实就是一个通信的过程。电磁理论改变了通信，也同样改变了授时。

　　根据不同的电磁波频率以及传递手段，现代授时技术被分为以下几种：

　　1.短波授时

　　采用波长在100m～10m(频率：3MHz～30MHz)的短波无线电进行授时。

　　以我们国家为例。在陕西临潼，有一个中国科学院国家授时中心总部。这里承担着我国国家标准时间(北京时间)的产生、保持和发播任务。

　　国家授时中心的授时台，设置在陕西蒲城。这里的短波电台会使用2.5MHz、5MHz、10MHz、15MHz频率，全天连续发播我国短波无线电时号，呼号为BPM。

　　短波授时信号通过天波和地波传输。地波可以传输100公里，天波的话，覆盖半径超过3000公里，基本覆盖全国疆域，授时精度为毫秒量级。

天波和地波

　　2.长波授时

　　采用波长在10km-1km(频率：30KHz～300KHz)的长波无线电进行授时。

　　国家授时中心的长波电台呼号为BPL，发射频率为100KHz。

　　长波授时信号的地波作用距离为1000-2000公里，天波信号为3000公里，基本覆盖我国内陆及近海海域，授时精度为微秒量级。

　　3.低频时码授时

　　低频时码授时属于一种特殊的长波授时，它适用于区域性的标准时间频率传输。

　　国家授时中心采用载频为68.5KHz的连续波时码授时体制技术。

　　我们常见的电波钟/电波表，就可以接收这种信号，自动进行时间校对，精度可以达到30万年误差不超过1秒。

电波表

　　4.电话授时

　　利用电话网络传送标准时间，称为电话授时。

　　例如，通过专用电话时码接收机，拨打国家授时中心的服务专线电话，即可自动获得标准北京时间显示和输出，授时精度10毫秒。

　　5.电视授时

　　哈哈，这个可不是指每天19点的新闻联播播报。

　　大家应该都不会想到，其实中央电视台在自家的电视信号中，“偷偷”插入了由原子钟提供的时间信息。用户设备接收电视信号后，加以改正，便可实现定时，精度约为10微秒。

　　6.网络授时

　　这个大家应该比较熟悉。我们电脑上经常使用的NTP(Network Time Protocol，网络时间协议)，就是网络授时。

（编辑：应用网_阳江站长网）

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