深度揭秘：到底什么是“授时”?

　　只要设置了目标NTP服务器的IP地址，本地计算机就可以实现时间同步。

NTP配置界面

　　7.卫星授时

　　前面我们介绍的都是地基的授时方式，接下来，我们来看看现在最流行的天基授时方式，也就是“卫星授时”。

　　我们每天都会用到百度、高德这样的导航和定位App。大家应该也知道，这些App之所以能实现导航和定位，是因为手机能够和卫星通讯，使用卫星提供的服务。

　　提供导航定位服务的卫星系统，我们称之为GNSS系统(全球导航卫星系统)。

　　大名鼎鼎的GPS，是美国的GNSS系统，也是全球最早的GNSS系统。而现在名声大噪的北斗，则是我们中国自主研发和建设的GNSS系统。

　　同样具备全球覆盖能力的GNSS系统，还包括俄罗斯的GLONASS(格洛纳斯)和欧洲的Galileo(伽利略)。

　　除了全球性的卫星系统之外，GNSS还包括一些区域性的系统以及增强系统。

　　很多人并不知道，GNSS系统除了定位和导航之外，还有一个非常重要的功能，那就是——授时。

　　GNSS三大核心能力，通常简称为PVT，也就是Position(位置)、Velocity(速度)和Time(时间)。

　　那么，GNSS是如何实现授时的呢?

　　在每一颗GNSS卫星上，都配备有原子钟。这就使得发送的卫星信号中包含有精确的时间数据。通过专用接收机或者GNSS授时模组，可以对这些信号加以解码，就能快速地将设备与原子钟进行时间同步。

　　相比于前面所说的长波、短波、网络等授时技术，GNSS卫星授时拥有明显的技术优势。

　　首先，GNSS授时的精度更高。

　　以北斗为例。北斗卫星导航系统的时间，叫做BDT。BDT属原子时，可以溯源到我国国家授时中心的协调世界时UTC，与UTC的时差控制准确度小于100ns。

　　各授时方式的授时精度对比

　　除了精度之外，GNSS卫星授时还有先天的覆盖优势。

　　长波、短波地基授时，都有物理传播距离的限制。如果遇到高山等环境阻隔，传播距离将进一步缩小。

　　而GNSS卫星授时在覆盖能力上明显要强得多。尤其是针对远洋航海及航空航天场景，GNSS卫星授时更是优势明显。

　　▉ 授时服务的应用场景

　　说了半天，我们为什么需要精度这么高的授时服务呢?难道只是为了方便网购秒杀吗?

　　当然不是。

　　以我们人类的生理极限，毫秒级精度就已经足够用了。像GNSS这样的高精度授时，主要用于高科技领域。

　　人类竞技运动，一般只精确到毫秒级

　　最早期的高精度授时应用需求，来自航空航天。

　　航空航天飞行器，往往以极高的速度飞行。如果没有精准的时间同步，就无法对飞行器的准确位置进行确认。

　　尤其是太空对接等场景，如果两个飞行器的时间不同步，那么距离就会差之千里，飞行姿态也会存在巨大误差，最终导致严重事故。

　　除了科研领域之外，随着高精尖科技逐渐在各行各业落地，很多和我们生活息息相关的系统，也有了高精度授时需求。例如电力系统、金融系统、通信系统等。

　　电力行业为什么会要求时间同步?

　　很简单啊，我们用的都是交流电，交流电中的电流方向是随时间变化的。当不同的电网设备进行并网时，如果时间不一致，你波峰波谷就不一致，轻则带来多余的能量损耗，重则直接短路，毁坏设备，瘫痪电网，造成大规模停电。

电网设备

　　金融领域同样依赖时间同步。

　　现在我们都是数字化金融，所有的交易都通过电脑和网络进行。系统时间不同步，很可能导致交易失败，在瞬息万变的市场中错过机会。不同步的时间，也有可能被黑客利用，给系统带来安全隐患。

　　我们所熟悉的通信系统，同样离不开高精度授时的支持。

　　通信基站的切换、漫游需要精准的时间控制，对同步精度的要求高，也需要足够的稳定性。以TD-LTE为代表的TDD时分系统对时间同步的要求更高，系统时间同步要求在±1.5μs。

　　我们现在使用的5G，基本上也是采用TDD时分复用模式。在大速率数据传输过程中，对时间同步精度要求极高。如果通信设备之间时间不同步，将影响时隙和帧，进而影响业务的正常进行。

（编辑：应用网_阳江站长网）

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