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北斗卫星导航系统(以下简称北斗系统)是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要,自主建设运行的全球卫星导航系统,是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要时空基础设施。
导航和定位我们都听说过,可这个北斗授时是什么意思呢?
北斗授时类似于GPS授时,也是卫星授时的一种,采用中国的北斗导航系统进行高精度授时。其原理类似于GPS授时,不同之处在于有有源和无源两种方式,一种是双向时差传递,另一种是广播授时。
北斗授时,就是通过我国原子时系统AT和协调世界时UTC得到精密的时钟信号,为科研,航天,航空,航海战略武器发射,民用各行业生产生活等各个领域,提供标准可靠的时钟信号。
想象一下:
太空对接时,卫星以10公里/秒速度运行,0.0001秒的误差会导致1米的对接误差。
卫星定位时,电磁波以30万公里/秒的速度传播,0.000001秒的误差会导致300米的定位误差。
所以精确的定位、导航离不开精确的北斗授时服务。
现在,我们使用原子钟计时装置,精度可以达到每2000万年才误差1秒。
原子振荡频率有极高的稳定性,1967年,第十三届国际计量大会正式把由铯原子钟确定的原子时定义为国际时间标准,这被称为原子时AT(Atomic Time)。
我们通过天文方法测定时间,以地球自转为基础的时间标准,这个被称为世界时UT(Universal Time)。
现在最常听得协调世界时UTC(Coordinated Universal Time),它综合了以上两者,采用原子时的秒长,通过闰秒逼近世界时。
我们听说过闰年,因为地球绕太阳公转一周是365.2422天,这样每过四年差不多就要多出一天来,通常把这一天加在某一年2月里,这一年就有366天,叫做闰年。
同理,由于地球自转速度并不是均匀的,误差约3年1秒,所以当协调世界时(UTC)与世界时(UT1)的时刻差预测值超过0.9秒时,给予协调世界时一个整秒的调整,通过闰秒使得在时刻上尽量逼近世界时的时间尺度,闰秒一般在协调世界时(UTC)12月31日或者6月30日的最后1秒实施。