全面了解北斗授時系統

  與我們息息相關的通信系統、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獲取時間信息。導航衛星提供的是授時信息，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。

　　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，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。

　　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。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。

　　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：

　　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，其可通過地波和天波傳播；

　　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；

　　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。

　　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。

　　北斗導航衛星上配有星載原子鐘，以確保北斗授時系統有精確的時間源。導航衛星將攜帶了精確標準時間信息及衛星位置信息的信號發播出去，接收機通過解算自己和衛星的鐘差，就可以修正本地時間，完成授時。而對于動態移動中的用戶，在完成授時的同時需要獲得其位置信息。

　　假設在由北斗衛星搭建的星地坐標系中，用戶的位置坐標是（x,y,z），加上信號接收時間T，總共有4個未知數。因此只要集齊4顆北斗衛星，就能精確解算出用戶接收機接收信號時在該星地坐標系中的位置和標準時間了。

　　如果接收機的位置固定且已知，則只需要一顆衛星就能完成精準授時。衛星數量越多，時間測量就越精密，位置計算也能越精確。在世界任何地方，任何時間，我們頭頂上至少有8顆以上的北斗衛星在運行著，目前北斗衛星正在逐漸服務于我們的生活。

　　以上就是北斗授時系統的單向授時原理，即：用戶接收到北斗的廣播信號后，自主修正本地時間與標準時間的時間差，實現時間同步。GPS等導航衛星也是采用這種授時方式。

　　北斗授時系統還特有雙向授時模式。雙向授時模式下，用戶需要與地面中心站交互信息，所有的信息處理都在中心站完成。用戶向中心站發起授時申請，中心站再將時標信號通過衛星轉發給用戶。用戶將接收到的時標信號原路返回，由地面中心站計算出信號單向傳播時延，再把時延信息發送給用戶。雙向授時可以更精確地反映時延信息，授時精度更高。

　　因此，高精度授時技術帶給我們的，不僅僅是效率和便利，更重要的是安全與保障！隨著數字化浪潮的不斷深入，高精度授時服務將走進更多的行業，誕生更多的應用場景。隨著社會的發展，將需要更高準確度的時間基準和更精密的時間測量技術。在北斗之前，我們完全依賴于GPS和GLONASS系統進行高精度授時，如今，北斗系統的精準授時功能讓中國人把時間掌握在了自己手里！