為什麼國家把“授時中心”設立在西安,而不是北京呢?

大唐三郎


授時中心在陝西省蒲城縣城西郊,過去叫“326”!臨潼是機關所在地!中央電視臺曾經播報過專題片的。


豆點札記


你好!很高興能回答您的問題!

首先我們需要確立一個概念,什麼叫做“北京時間”,讓我們來看一下北京時間的定義,以及東八區的概念。

北京時間並不是北京(東經116.4°)的地方時間,而是東經120°(東八區)的地方時間,故東經120度地方時比北京的地方時早約14分半鐘。因為北京處於國際時區劃分中的東八區,同格林威治時間(世界時)整整相差8小時(即北京時間=世界時+8小時),故命名為“北京時間”。這個北京時間的定義實際上也和首都的行政作用有一定關係。

“北京時間”用的是北京所在的gmt+8時區的時間,這和授時中心在哪裡沒有關係。所謂的授時中心就是一塊超級手錶。使用手錶時只要先對好表,它就能每隔一秒讓秒針移動一格。而授時中心的原理也差不多——我們設定好某時刻的標準北京時間後,授時中心內的原子鐘就會每隔一秒走一秒,再將原子鐘上計算出的時間與巴黎國際計量局的計算結果進行比對校正後,就得到了準確的“北京時間”。接下來授時中心通過長波將“北京時間”傳遞至全國各地,各地再在自己得到的結果上減去電磁波傳遞的時間,就都得到了標準的“北京時間”。一塊手錶不論是帶在手上,揣在口袋裡,甚至是扔到火山洞裡,只要其結構沒有損壞都能告訴你準確的時間。同理,授時中心無論是位於西安,北京,紐約,甚至是月球,它都能告訴你準確的“北京時間”,而與其所處位置無關。至於國家授時中心為什麼要位於西安——確切的說是臨潼——的理由則有很多:西安離中國的大地原點很近,能儘可能減少電磁波傳遞的時長;西安的地質環境好,發生地震等自然災害的概率較小;西安位於中國腹地,即使發生戰爭也不容易被波及;西安是個科研教育中心,授時中心可以和周邊的高等院校與研究機構進行聯動……

現在您明白了嗎?

科學小哥


中國科學院國家授時中心前身是陝西天文臺,是以時間頻率研究、授時服務為主,同時開展天體測量學、太陽物理、日地關係、天體力學、人造衛星觀測與研究的綜合性天文研究機構。授時部為長波和短波授時電臺,位於陝西省渭南市蒲城縣境內。現在就跟小編一起了解一下國家授時中心為何設在陝西西安呢?

按著國際慣例,各國的標準時間一般都以本國首都所處的時區來確定。我國首都北京處於國際時區劃分中的東八區,同格林尼治時間整整相差8小時,而我國本身又地域遼闊,東西相跨5個時區,而授時臺又必須建在我國中心地帶。從而也就產生了長短波授“北京時間”的發播不在北京而在陝西蒲城。也就是中央人民廣播電臺發出的標準時間是由中國科學院國家授時中心發播。

中國現代無線電授時發端於二十世紀五十年代中國科學院紫金山天文臺徐家彙觀象臺的BPV時號,由於其地處東南一隅,難以適應國家大規模經濟建設(特別是大地測量)的需要。1955年全國科技發展12年遠景規劃中,將籌建“西北授時臺”列為重點項目。

1965年,國家科委在“我國的綜合時號改正數”鑑定書中再次提出“從戰略上考慮,建議中國科學院在西部地區從速增設一個授時臺”。在“651”計劃(發射人造地球衛星計劃)的“時間統一勤務系統初步方案”中,國防科委明確提出“在西安地區建立短波授時臺,以滿足第一顆人衛的需要”的建議,同時提出建立我國長波、超長波授時電臺的問題。為此,國家科委於1965年12月12日在科學會堂主持召開“為備戰需要應迅速在我國內地建立授時臺(時間與頻率發訊臺)問題座談會”,會議認為:西北授時臺應立即由中國科學院負責進行籌建。

1966年3月,中國科學院決定在陝西省關中地區籌建授時臺,工程代號為“中國科學院326工程”。1966年11月19日,國家科委批覆中國科學院建設陝西天文臺。326工程最後選址定於陝西省蒲城縣,籌建工作由中國科學院西北分院負責,技術工作由上海天文臺負責,主要技術力量從上海天文臺、北京天文臺、紫金山天文臺抽調支援。

授時中心地處中國大陸腹地,離中國大地原點僅100千米,發射的時間信號便於覆蓋全國;地質構造穩定,授時中心因地震等災難被毀壞的係數極小;更由於其重要性,所以建在內陸地區相對比較安全。

什麼是授時?

“授時”這個詞已經出現很多年了,比如東漢發明地動儀的張衡說過“規天矩地,授時順鄉”,宋朝蘇軾說過“授時賦政,亦郡守之常”,當然可不止這幾個耳熟能詳的名人說過。

古時候皇帝身邊有一幫觀天象的星象學家負責曆法的制定,把制定好的歷法告訴給百姓,叫做“敬記天時以授民也”,這樣農民就不會耽誤播種、施肥、收穫的時節了。

現今社會,涉及到和我們息息相關的通信系統、電力系統、金融系統、導航系統,其有效運行都依賴於高精度時間同步,因此“準確而穩定的時間基準&高精度授時系統”對於現代社會的正常運轉有著極其重要的作用,各國的科學家們都在為授時精度的提高而不懈努力。目前我國使用的北京時間是由位於西安的國家授時中心產生、保持和發播的。

言歸正傳,所謂“授時”,簡單的說就是如果我有準確並穩定的時間,然後我通過一些授時手段將它傳遞給你的這一過程。外國人把“授時”叫做“Time Service”,道理是一樣的。

授時有哪些手段?

瞭解了授時的概念,接下來介紹一下授時具體的手段。很明顯下面的方式也屬於一種授時手段哦!但是這種授時手段太low了,今天我主要介紹幾種基於無線電技術發展而產生的高精度授時手段。

長波授時(BPL)

長波指頻率為30KHz~300KHz,波長為1千米~10千米範圍內的電磁波。在20世紀70年代初我國開始建設自己專門用於時頻傳遞的羅蘭-C體制長波授時臺。國家授時中心的長波授時採用的發射頻率為100KHz,電臺呼號為BPL。

長波授時示意圖

長波授時系統的信號通過地波和天波傳播。地波傳播是通過大地傳導無線電信號,信號穩定,授時性能可靠;天波傳播是靠電離層反射,由於夜晚電離層高度高於白天,因此天波傳播路徑有晝夜區別,授時性能較差。一個長波授時臺信號的覆蓋範圍地波約1000千米,天波≤1500千米。我國的長波授時系統覆蓋範圍為我國內陸及近海海域,定時精度為微秒量級。利用長波(低頻)進行時間頻率傳遞與校準,是一種覆蓋能力比短波強,校準的準確度更高的授時方法。

陝西省蒲城縣的長波授時天線

短波授時(BPM)

短波指頻率為3MHz~30MHz,波長為10~100米範圍內的電磁波。國家授時中心的短波授時採用的發射頻率分別為2.5MHz(15:30~9:00發播)、5MHz(全天候)、10MHz(全天候)、15MHz(9:00~17:00發播),電臺呼號為BPM。

短波授時大致覆蓋範圍

短波授時信號傳播方式有2種:地波傳輸和天波傳輸。在距離授時臺100千米的範圍內,使用地波傳輸時間信號;依靠電離層對短波的多次反射實現的天波傳播,可將信號傳播到很遠的地方。因此,短波授時信號覆蓋半徑約3000千米,用4個頻率交替發播結合可覆蓋全國疆域,授時精度為1 ~3毫秒。

60年代建成的短波授時臺機房

陝西省蒲城縣的短波授時天線

低頻時碼授時(BPC)

上文已經提到,長波指頻率為30KHz~300KHz,波長為1千米~10千米範圍內的電磁波。因此低頻時碼授時屬於一種特殊的長波授時,它適用於區域性的標準時間頻率傳輸,其傳播的穩定度、覆蓋範圍的廣泛性,使其在各個領域都發揮了重要的作用。

國家授時中心的低頻時碼授時採用載頻為68.5KHz的連續波時碼授時體制技術,於2002年建成BPC低頻時碼授時臺並試驗發播。2007年,考慮到覆蓋環渤海和長三角主要經濟區的目標,國家授時中心在河南商丘建立了一座大功率低頻時碼授時連續發播臺,構築了我國新一代低頻時碼授時系統,技術指標處於國際先進水平。授時精度約100微秒。

我國低頻時碼授時電波覆蓋範圍

2007年在商丘建設的低頻時碼發播臺

低頻時碼授時的特點是利用微電子技術,使用戶設備可以做得非常簡單且價廉,具有十分廣闊的產業化前景。其終端產品之一“電波鍾”的出現是人類計時史的又一次革命。電波表是一種接收標準時間信息的電波後可以自動校對時間的手錶,電波表30萬年誤差不會超過一秒。

電波鐘錶

衛星導航授時

北斗衛星導航系統的時間叫做BDT,我國的衛星授時由北斗系統承擔。BDT通過國家授時中心標校與UTC(NTSC)與國際UTC建立聯繫。該系統由空間段、地面段和用戶段組成。用戶使用北斗衛星信號接收設備可實現衛星定時,目前精度達到納秒量級。

網絡授時

網絡授時就是利用互聯網傳送標準時間。目前,國家授時中心提供兩種計算機網絡時間服務:SNTP(Simple Network Time Protocol)校時服務器和“時間精靈”服務。其中SNTP校時服務的IP地址是:210.72.145.44,同步精度約10毫秒。

電話授時

電話授時就是利用電話網絡傳送標準時間。目前,國家授時中心通過電話公用網絡提供時間服務的方式有三種。

通過專用電話時碼接收機方式:用戶通過專用電話時碼接收機聯入電話線端子,通過撥打國家授時中心的服務專線,即可自動獲得標準北京時間顯示和輸出,授時精度10毫秒。

計算機加調制解調器的方式(ACTS:Auto Computer Time Service):又稱自動計算機時間服務。用戶計算機通過調制解調器與電話線路連接後,在國家授時中心時間科普網站下載NTSCTIME專用撥號校時軟件,安裝後,撥打國家授時中心的服務專線,即可同步校準用戶本地計算機時鐘,授時精度10毫秒。

電話語音報時服務:國際授時中心語音報時服務的專線電話。採用音頻脈衝——“嘟”聲作為秒信號提示音,使用戶極為方便進行校時,同步精度小於0.5秒。

結語

授時的核心和基礎是守時,也就是說國家授時中心的UTC(NTSC)時間基準是我國的“授時之本,用時之源”。科學技術發展和社會進步互相推動和促進,未來授時技術的發展更是不可限量,授時精度勢必越來越高。

附表1:目前主要的授時手段和相應的授時精度

附表2:秒的換算


悅遊新視野


國家授時中心的選址,必須要與授時中心更好地發揮作用這個目的緊密相連。

我們收聽廣播、看電視節目,經常會聽到或者看到北京時間整點的報告,這個就是國家授時中心發佈的。雖然發佈的是北京時間,但並不代表這個中心選址一定在北京,因為北京時間是一個通用的概念,是以我國所處東八區的時區,來代表我們整個國家每個地點的時間,這樣統一的時間規定,是為了更加有序地安排生產生活,避免時間混亂問題的發生。



國家授時中心,主要的功能就是為全國提供授時服務,使時間達到統一規範的目的,另外還承接著時間頻率、天體測量、衛星觀測等方面的綜合研究。新中國成立以後,我國的授時中心設在了上海,由紫金山天文臺負責。但由於上海位置在我國東部沿海,在當時距離西部地區太遠,利用無線電發射信號的覆蓋範圍受限,而且不能連續發佈授時信息,難以滿足全國經濟社會發展需要。


後來我國決定對授時中心進行調整,實施了西北授時臺建設計劃,對授時中心選址選擇進行了明確,即一定要接近我國領土的大地原點,一定要地勢平坦開闊,一定要滿足備戰需要。按照這3個原則,最終在1966年把國家授時中心設在了陝西臨潼,1986年通過國家級技術鑑定後正式發播標準時間和標準頻率信號。


優美生態環境保衛者


在我國明朝時期明成祖朱棣在強奪皇位後,把都城從南京遷往北京,對於這件事還有一個很好聽的說法:天子守國門,君王死社稷。北京在我國的地理位置上就比較偏向於東北地區,如果從地緣政治上來講,如果發生戰事這個位置並不是最佳的指揮場所。而國家的授時中心有著非常重要的戰略意義,況且它無論設置在哪,播報的都是誤差極小的北京時間。


而西安的地理位置絕佳,屬於中國地理位置的中心地帶,上圖是我國84年國慶閱兵時候10輛彩車之一,表示的就是我國自主的的長波授時系統。從圖片中可以一目瞭然,西安向外輻射播報北京時間,這是最中心的位置了,無論在祖國的哪個角落,授時信號都能很好的覆蓋。

時間對於我們的工作和學習生活至關重要,有著指導組作用,當然如果授時不準確對於日常生活的影響可能要小一些,可能就是上班晚了、上學遲到了等等。而對於軍事、航空領域影響卻很大,例如戰略武器的發射、空間探測器的發射,都需要準確的時間,實現精準的控制。



我們如果想要給自己的手錶或者手機調準時間,可以選擇在網上對時間、也可以選擇在電臺上對時間,當然還可以通過電視來對時間。這些時間都是精準的北京時間,而最初的源頭就可以追溯至位於陝西西安臨潼區的國家授時中心。北京時間指的是國際時區東八區的標準時間,也就是東京120度的地方。北京時間和格林尼治時間(世界時間)相差8個小時。

我國地域遼闊橫跨八個時區所以需要統一授時,中科院國家授時中心本部位於西安臨潼區,而二部(授時部)位於渭南市蒲城縣。這兩個地理位置所處的都是東七區,負責發報北京時間。實際上在授時系統的選址上根本沒有把北京考慮在內,一般都要遵循靠近地理位置中心地區、二是地域遼闊、三就是利於國家的備戰需求。最後選址到西安,這也是最好的選擇。





科學黑洞


地理上中國中心是在西安,用這個時間能代表大多數地方,如果用北京時間的話跨越時區太多,會對生產生活造成一定影響。


共逐鹿共逐鹿


因為我國的大地原點(中心)在西安以北30公里處,受時中心設在西安最合適也最準確,所以北京時間就是西安時間。


分享到:


相關文章: