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關于北斗衛星時鐘“授時”，你知道多少？

     如今，通信系統、電力系統、金融系統、導航系統等，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），以使得整個系統的時間同步。

 

      在這個通信網絡規模不斷擴大的時代，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，當你發現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展。

02 授時技術在社會中的發展歷程

    授時技術在一定程度上體現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展、科技進步息息相關。 

在生產力低下、科技不發達的古代，就出現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”。午時鳴炮一直延續到20世紀30年代，最終因費用過高而取消。

 

 

 

     17世紀后，航海業發展迅速，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，根據規定時刻升降圓球，人們就可根據圓球的高度和降落瞬間來調節船上鐘表。

 

       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射器實現報時。

• 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，利用微電子技術，具有傳輸穩定、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、BPM短波授時系統和BPC低頻時碼授時系統，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）北斗衛星時鐘授時

 

     許多現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——衛星授時。

 

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

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