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關于北斗衛(wèi)星時鐘“授時”，你知道多少？

     如今，通信系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、金融系統(tǒng)、導航系統(tǒng)等，其有效運行都依賴于高精度時間同步。我們可以通過鐘表、手機、電腦、廣播以及新聞聯(lián)播等方式來查看時間信息（北京時間）。

       那么，這些時間信息又是從哪里來的呢？為什么我們可以隨時隨地都能獲取準確的時間信息？這得益于高精度的授時服務，今天我們就來揭開“授時”的神秘面紗。

     大家都知道我國的北斗導航衛(wèi)星，是用于定位導航的。那么北斗是怎么進行定位導航的呢？

實際上，導航衛(wèi)星（如北斗）提供的是授時信息，手機從授時信息中導出位置信息，導航APP再根據(jù)位置信息提供日常的定位、導航功能。

大家對導航定位都比較熟悉了，那么授時到底是什么呢？

 

01 什么是授時？

      授時就是傳遞時間信息，嚴格來說就是將某一標準時間信號傳遞給需要時間信息的用戶（包括手機、電腦、電視機等），以使得整個系統(tǒng)的時間同步。

 

      在這個通信網絡規(guī)模不斷擴大的時代，通訊設備類型日益趨多，不同類型的通訊產品要求能在同一個網管平臺上做到統(tǒng)一管理的需求不斷增加。因此，大到國家運轉、小到日常生活，都離不開高精度授時的支持。

      舉一個例子，當你發(fā)現(xiàn)手機的時間比公司打卡機的時間慢了2秒，為了每天能夠準時打卡上班，你將手機的時間校準成公司打卡機的時間，這個過程其實就是一種授時。

     授時對整個人類社會都有著至關重要的作用，堪比秦始皇統(tǒng)一度量衡。如果沒有準確的授時，人們將無法合理地安排生產生活，人類社會也必然陷入混亂。

 

       比如同樣是標準時間早上10點，手機慢3小時的人可能還在睡覺，手機快3小時的人已經上班半天了。若然有的人是上班的時間，有的人卻是吃飯的時間，有的人還是睡覺的時間，將會打亂人們生產和生活的時間安排，造成一片混亂。因此，我們需要授時，需要一個統(tǒng)一的標準時間，授時技術也伴隨著我們人類社會在不斷進步和發(fā)展。

02 授時技術在社會中的發(fā)展歷程

    授時技術在一定程度上體現(xiàn)著人類社會的活動范圍、科學技術的整體水平。不同授時方式的變革與該時期的社會發(fā)展、科技進步息息相關。 

在生產力低下、科技不發(fā)達的古代，就出現(xiàn)過許多不同的授時方式。

 

（1）晨鐘暮鼓與打更報時

 

    “以鐘鼓司晨”的歷史由來已久。漢唐時期，古都長安（陜西西安的古稱）就存在鐘樓和鼓樓。早晨敲鐘，城門打開，一天的生活開始；夜晚擊鼓，宵禁實行，所有人禁止隨意走動。每個時辰都有不同的鐘聲和鼓聲提醒人們時間，能夠很好地為一座都城提供報時服務。

       咚！咚！咚！關好門窗，天干物燥，小心火燭！”，這就是古代打更的作用——提醒防火防盜。然而打更還有另一重要作用——報時，更夫們在每一更用敲梆子的方式告訴人們時間。人們根據(jù)更夫不同的打更聲就可獲取時間信息。

  

 

（2）午炮報時與落球報時

 

      明清兩朝北京城內曾采用午時鳴炮取代鐘鼓。人們依靠“午炮報時”安排生活：工人聽到午炮下班，戲園子聽到午炮拉幕開戲。兩尊炮設在宣武門城樓上，人稱“宣武響炮”。午時鳴炮一直延續(xù)到20世紀30年代，最終因費用過高而取消。

 

 

 

     17世紀后，航海業(yè)發(fā)展迅速，對報時要求越來越高。由于不同時間的海潮高度是不相同的，所以利用精確時間可以知道船只位置，避免觸礁，“落球報時”便應運而生。它是利用碼頭、港口等地的高竿并掛上圓球，根據(jù)規(guī)定時刻升降圓球，人們就可根據(jù)圓球的高度和降落瞬間來調節(jié)船上鐘表。

 

       雖然古代的許多授時方式都因自身的局限性而逐漸被完全取代，但是，毋庸置疑，這些方式一度成為當時不可或缺的授時手段。再次印證，傳遞時間信息，真的太重要了！

 

       到了20世紀初期，隨著社會不斷進步，人們開始利用掌握的通信手段和技術實現(xiàn)授時。

 

（3）無線電授時

 

     隨著無線電進入實用階段，古老的授時方式逐漸被取代，人們開始了一個嶄新的時代——無線電授時。無線電授時方式分為長波、短波和低頻時碼等。

• 長波授時：長波是頻率在30千赫茲-300千赫茲、波長在1千米~10千米的無線電波，其可通過地波（大地傳導）和天波（電離層反射）傳播。1910年，法國人首次在舉世聞名的埃菲爾鐵塔頂端選用長波無線電信號發(fā)射器實現(xiàn)報時。

• 短波授時：短波是波長在10米~100米的無線電波，也可通過地波和天波傳播，其傳播距離可達幾萬公里。美國曾在1920年嘗試短波授時試驗，并于1923年開始實施短波授時。

• 低頻時碼授時：低頻時碼授時系統(tǒng)通常是指工作頻率在30千赫茲-300千赫茲的一類特殊的長波授時系統(tǒng)，利用微電子技術，具有傳輸穩(wěn)定、覆蓋范圍廣泛的特性。日常的電波掛鐘、電波手表就是采用該授時方式。

目前，我國已分別建成BPL長波授時系統(tǒng)、BPM短波授時系統(tǒng)和BPC低頻時碼授時系統(tǒng)，從而滿足人們對無線電授時的需求。

 

（4）網絡授時

 

      如今網絡已“飛入尋常百姓家”，網絡授時就是利用網絡時間協(xié)議（NTP, Network Time Protocol），自動修正同步用戶的計算機時間，為用戶提供授時服務。

       在Windows 10的日期和時間界面上，通過更改設置選中Internet時間服務器即可。智能手機也可通過設置來獲取網絡提供的授時服務。無需任何操作，便可隨時隨地查看時間。

（5）北斗衛(wèi)星時鐘授時

 

     許多現(xiàn)代的授時方式給人們的生活帶來了深刻的影響和變化。隨著人類將目光轉向未知的太空，我們也迎來了目前普遍使用的授時方式——衛(wèi)星授時。

 

       顧名思義，衛(wèi)星授時就是一種利用人造衛(wèi)星發(fā)播標準時間信息的授時方式。衛(wèi)星授時也是目前最新、精度最高的授時方式，它的出現(xiàn)給各個需要精密時間的領域帶來質的飛躍。

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