咨詢服務(wù)熱線:
0533-3582840 13012702505
【衛(wèi)星時(shí)鐘知識(shí)課堂】除了定位導(dǎo)航,北斗衛(wèi)星還能授時(shí)?
來(lái)源:正瑞電子        瀏覽:647         發(fā)布日期:2024-07-25

     所周知,我們可以通過鐘表、手機(jī)、電腦、廣播以及新聞聯(lián)播等方式來(lái)獲取時(shí)間信息(北京時(shí)間),那大家有沒有想過,這些時(shí)間信息又是從哪里來(lái)的呢?為啥我們隨時(shí)隨地都能獲取準(zhǔn)確的時(shí)間信息呢?今天咱們來(lái)聊一聊授時(shí)。


      實(shí)際上,導(dǎo)航衛(wèi)星(如北斗)提供的是授時(shí)信息,手機(jī)從授時(shí)信息中導(dǎo)出位置信息,導(dǎo)航APP再根據(jù)位置信息提供日常的定位、導(dǎo)航功能。

 

      大家對(duì)導(dǎo)航定位都比較熟悉了,那么授時(shí)是什么呢?

      授時(shí)就是傳遞時(shí)間信息,嚴(yán)格來(lái)說(shuō)就是將某一標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)傳遞給需要時(shí)間信息的用戶(包括手機(jī)、電腦、電視機(jī)等),以使得整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)間同步。就好比,當(dāng)你發(fā)現(xiàn)你手機(jī)的時(shí)間比公司打卡機(jī)的時(shí)間慢了2秒,為了每天能準(zhǔn)時(shí)打卡上班,你把手機(jī)的時(shí)間校準(zhǔn)成公司打卡機(jī)的時(shí)間,這個(gè)過程就是一種授時(shí)。

     授時(shí)對(duì)整個(gè)人類社會(huì)都有著至關(guān)重要的作用,堪比秦始皇統(tǒng)一度量衡。如果沒有準(zhǔn)確的授時(shí),人們將無(wú)法合理的安排生產(chǎn)生活,人類社會(huì)也必然陷入混亂。比如同樣是標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間早上10點(diǎn),手機(jī)慢3小時(shí)的人可能還在睡覺,手機(jī)快3小時(shí)的人已經(jīng)上了半天班了。有的人是上班的時(shí)間,有的人是吃飯的時(shí)間,有的人是睡覺的時(shí)間,就會(huì)一片混亂。所以我們需要授時(shí),需要一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間,授時(shí)技術(shù)也伴隨著我們?nèi)祟惿鐣?huì)在不斷發(fā)展。

    目前普遍使用的授時(shí)方式——衛(wèi)星授時(shí)。

     顧名思義,衛(wèi)星授時(shí)就是一種利用人造衛(wèi)星發(fā)播標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息的授時(shí)方式。衛(wèi)星授時(shí)也是目前最新、精度最高的授時(shí)方式。它的出現(xiàn)給各個(gè)需要精密時(shí)間的領(lǐng)域帶來(lái)質(zhì)的飛躍。全球存在四種衛(wèi)星授時(shí)的系統(tǒng):

(1)美國(guó)的GPS系統(tǒng)

(2)俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)

(3)歐盟的伽利略系統(tǒng)

(3)中國(guó)的北斗系統(tǒng)

 

什么是北斗授時(shí)?

     北斗三號(hào)系統(tǒng)的授時(shí)參數(shù):在全球范圍內(nèi),北斗系統(tǒng)的授時(shí)精度優(yōu)于20納秒;在亞太地區(qū),授時(shí)精度優(yōu)于10納秒,即億分之一秒。

北斗授時(shí)系統(tǒng)傳遞的是國(guó)家授時(shí)中心發(fā)播的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào),也就是目前國(guó)際通用的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間——協(xié)調(diào)世界時(shí)(Universal Time Coordinated,UTC)。

 

北斗授時(shí)的精度可以達(dá)到10納秒的量級(jí),要實(shí)現(xiàn)如此高精度的時(shí)間測(cè)量,只有原子鐘能做到。原子鐘是目前世界上最精密的計(jì)時(shí)裝置,精密到幾百萬(wàn)年才差1秒!而我們平時(shí)用的鐘表,精度高的每天也會(huì)有0.1秒左右的誤差。在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中,如果時(shí)間測(cè)量有1秒誤差,就意味著定位會(huì)偏離30萬(wàn)公里!


6541f7686b223.jpg


北斗導(dǎo)航衛(wèi)星上配有星載原子鐘,以確保北斗授時(shí)系統(tǒng)有精確的時(shí)間源。導(dǎo)航衛(wèi)星將攜帶了精確標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息及衛(wèi)星位置信息的信號(hào)發(fā)播出去,接收機(jī)通過解算自己和衛(wèi)星的鐘差,就可以修正本地時(shí)間,完成授時(shí)。

 

對(duì)于動(dòng)態(tài)移動(dòng)中的用戶,在完成授時(shí)的同時(shí)需要獲得其位置信息。我們知道,距離等于速度乘以時(shí)間。無(wú)線電傳播速度(光速c)已知,通過測(cè)量無(wú)線信號(hào)從衛(wèi)星發(fā)射到用戶的時(shí)間,就可以得到衛(wèi)星與用戶之間的距離。


      假設(shè)在由北斗衛(wèi)星搭建的星地坐標(biāo)系中,用戶的位置坐標(biāo)是(x,y,z),加上信號(hào)接收時(shí)間T,總共有4個(gè)未知數(shù)。因此只要集齊4顆北斗衛(wèi)星,就能精確解算出用戶接收機(jī)接收信號(hào)時(shí)在該星地坐標(biāo)系中的位置和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間了。如果接收機(jī)的位置固定且已知,則只需要一顆衛(wèi)星就能完成精準(zhǔn)授時(shí)。衛(wèi)星數(shù)量越多,時(shí)間測(cè)量越精密,位置計(jì)算也就越精確。至少有8顆以上的北斗衛(wèi)星在運(yùn)行著!

      以上就是北斗授時(shí)系統(tǒng)的單向授時(shí)原理,即:用戶接收到北斗的廣播信號(hào)后,自主修正本地時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的時(shí)間差,實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步。GPS等導(dǎo)航衛(wèi)星也是采用這種授時(shí)方式。


為什么要使用北斗衛(wèi)星進(jìn)行授時(shí)?

6541f857cd328.jpg

我們?nèi)粘I畲_實(shí)不需要這么精密的時(shí)間,但時(shí)間作為國(guó)際單位制中7個(gè)基本量之一,滲透于社會(huì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域。在航天、電力、金融交易、戰(zhàn)場(chǎng)調(diào)度、公共交通以及移動(dòng)通信活動(dòng)中,高精度授時(shí)都非常重要。


在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中,如果基站的時(shí)間不同步,指令匹配就會(huì)出錯(cuò),通信網(wǎng)絡(luò)就無(wú)法正常運(yùn)行。


在電網(wǎng)系統(tǒng)中,如果沒有精準(zhǔn)統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn),各種自動(dòng)化進(jìn)程運(yùn)行不同步,就可能發(fā)生電網(wǎng)事故,嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致電網(wǎng)癱瘓。


在金融系統(tǒng)中,如果時(shí)間不同步,交易記錄就會(huì)混亂,黑客就可以利用時(shí)間差盜竊資金。


 因此,高精度授時(shí)技術(shù)帶給我們的,不僅僅是效率和便利,更重要的是安全!

 


新聞資訊文章

熱門標(biāo)簽

傳真:0533-3580697
技術(shù)支持:0533-3582864
郵箱:zbzhengrui@163.com
公司地址:淄博高新區(qū)政通路135號(hào)高科技創(chuàng)業(yè)園B座

微信掃一掃 了解更多

Copyright ? 2018 山東正瑞電子有限公司 魯ICP備16003569號(hào)-4 版權(quán)所有  
技術(shù)支持:淄博網(wǎng)站優(yōu)化