空間大地測量學(xué)2-時(shí)間系統(tǒng)

1、1/101,1/95,空間大地測量學(xué) 第二章、時(shí)間系統(tǒng),2/101,第2章的作業(yè),題目 時(shí)間系統(tǒng)轉(zhuǎn)換軟件SOFA的應(yīng)用及研究（IERS網(wǎng)站） 形式：報(bào)告或論文 報(bào)告包括（65）： 研究現(xiàn)狀論述 存在的問題及影響 論文在報(bào)告的基礎(chǔ)上，還包括（15）： 解決方法、公式推導(dǎo)、軟件設(shè)計(jì)等 實(shí)驗(yàn)、計(jì)算、結(jié)果分析 結(jié)論及展望 參考文獻(xiàn)（10） 對這次研究的自我評價(jià)（10）。,3/101,第二章、時(shí)間系統(tǒng),2.1、相關(guān)預(yù)備知識 2.2、恒星時(shí)和太陽時(shí) 2.3、歷書時(shí) 2.4、原子時(shí) 2.5、原子鐘 2.6、脈沖星時(shí) 2.7、相對論框架下的時(shí)間系統(tǒng) 2.8、時(shí)間傳遞 2.9、空間大地測量中的常用計(jì)時(shí)方法,4/

2、101,2.1 相關(guān)的預(yù)備知識,空間大地測量的兩個(gè)基準(zhǔn) 時(shí)間和空間是物質(zhì)存在的基本形式（時(shí)空基準(zhǔn)）； 在空間大地測量中，描述物體的位置需要兩個(gè)基準(zhǔn)： 空間基準(zhǔn)：坐標(biāo)系統(tǒng) 時(shí)間基準(zhǔn)：時(shí)間系統(tǒng),5/101,2.1 相關(guān)的預(yù)備知識,2.1.1時(shí)間的基本概念：時(shí)刻和時(shí)段之分 1）時(shí)刻： 概念 某一事件的發(fā)生時(shí)間，是絕對時(shí)間，是一種特殊的時(shí)間間隔（起算于某一個(gè)約定的起點(diǎn)時(shí)刻)。觀測時(shí)刻稱為歷元。 研究意義 空間大地測量中，由于空間信標(biāo)（如GPS衛(wèi)星）以3.9km/s的速度圍繞地球運(yùn)動，每時(shí)每刻衛(wèi)星的位置不同，觀測站對衛(wèi)星的觀測值也不同。 要使定軌精度0.01米，則觀測時(shí)刻精度2.6*10-6秒。,6/1

3、01,2.1.1 時(shí)間的基本概念（續(xù)）,2）時(shí)段 概念 事物在兩種狀態(tài)之間經(jīng)歷的時(shí)間歷程（起點(diǎn)時(shí)刻隨機(jī)的時(shí)間段）。 研究意義 測站對衛(wèi)星距離的測量精度與時(shí)間的測量精度相關(guān)性很強(qiáng)。 偽距測量通過衛(wèi)星信號從衛(wèi)星到測站的傳播時(shí)間來計(jì)算。要距離誤差0.1米，則時(shí)間精度3*10e-10秒。,7/101,2.1.1 時(shí)間的基本概念（續(xù)）,1）時(shí)間（測量的）基準(zhǔn) 時(shí)間測量所需要的公共標(biāo)準(zhǔn)：時(shí)間的起算基準(zhǔn)和尺度基準(zhǔn)一起決定事件發(fā)生的時(shí)刻： 時(shí)間的起算基準(zhǔn) 時(shí)間系統(tǒng)的起算時(shí)刻； 時(shí)間的尺度基準(zhǔn) 尺度基準(zhǔn)：時(shí)間長度（秒）的計(jì)量方法，確定兩事件之間的時(shí)間間隔，也就是決定時(shí)段。,8/101,1）時(shí)間基準(zhǔn)（續(xù)）,（1）

4、時(shí)間測量基準(zhǔn)所依靠的運(yùn)動條件： 運(yùn)動是連續(xù)、周期性的 運(yùn)動周期充分穩(wěn)定 運(yùn)動周期必須具有復(fù)現(xiàn)性 沙漏 游絲擺輪的擺動 石英晶體的振蕩 原子諧波振蕩,9/101,1）時(shí)間基準(zhǔn)（續(xù)）,（2）主要時(shí)間基準(zhǔn)及其依賴的運(yùn)動: 地球自轉(zhuǎn)-是建立世界時(shí)基準(zhǔn)的基礎(chǔ)。,10/101,（2）主要時(shí)間基準(zhǔn)及其依賴的運(yùn)動 行星繞太陽的公轉(zhuǎn)運(yùn)動（開普勒運(yùn)動）-建立力學(xué)時(shí)基準(zhǔn)的基礎(chǔ)。,1）時(shí)間基準(zhǔn)（續(xù)）,11/101,（2）主要時(shí)間基準(zhǔn)及其依賴的運(yùn)動（續(xù)） 原子諧波振蕩-建立原子時(shí)基準(zhǔn)。,1）時(shí)間基準(zhǔn)（續(xù)）,12/101,（2）主要時(shí)間基準(zhǔn)及其依賴的運(yùn)動（續(xù)） 脈沖星發(fā)射周期性脈沖信號-建立脈沖星時(shí)的基準(zhǔn)。,1）時(shí)間基準(zhǔn)

5、（續(xù)）,13/101,13/95,1）時(shí)間基準(zhǔn)（續(xù)）,時(shí)間的基本單位為國際單位制秒（s)； 其他單位為派生的： 時(shí)h、分m; 毫秒ms、微秒s、納秒ns和皮秒ps 1(s)=10e3(ms)=10e6(s)=10e9(ns)=10e12(ps),14/101,14/95,2）守時(shí)系統(tǒng),定義 被用來建立和維持時(shí)間頻率基準(zhǔn)，確定任一時(shí)刻的時(shí)間的系統(tǒng)（時(shí)鐘）。 方法 通過時(shí)間頻率測量和比對技術(shù)來評價(jià)和維持該系統(tǒng)的不同時(shí)鐘的穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度； 并據(jù)此給與不同的權(quán)重； 以便用多臺鐘來共同建立和維持時(shí)間系統(tǒng)的框架。,15/101,15/95,*2.1.3時(shí)鐘的主要技術(shù)指標(biāo),評價(jià)時(shí)鐘性能的主要技術(shù)指標(biāo) 頻率準(zhǔn)

6、確度 振蕩器所產(chǎn)生的實(shí)際振蕩頻率f 與其理論值f0 (標(biāo)準(zhǔn)值) 之間的相對偏差，即 a=(f-f0)/f0：稱為頻率準(zhǔn)確度 頻率準(zhǔn)確度與時(shí)間之間具有下列關(guān)系式： a=df/f0=-dT/T，也就是 dT=-aT 。 頻率漂移率(頻漂,或老化率 ) 頻率準(zhǔn)確度在單位時(shí)間內(nèi)的變化量稱為頻率漂移率，簡稱頻漂，N次采樣。 頻率穩(wěn)定度 頻標(biāo)在一定的時(shí)間間隔內(nèi)所輸出的平均頻率的隨機(jī)變化程度 1次采樣，m次采樣。,16/101,16/95,3）授時(shí),目的（作用或過程） 通過授時(shí)設(shè)施向用戶傳遞準(zhǔn)確的時(shí)間信息和頻率信息。 服務(wù)用戶 不同用戶有著不同的精度和方便程度需要，為此建立了不同的傳遞精度、和不同方便程度授

7、時(shí)方法，滿足他們需求： 電話、網(wǎng)絡(luò)、無線電、專用長波和短波電臺，電視、衛(wèi)星等 授時(shí)單位和機(jī)構(gòu) 國際計(jì)量局(BIPM)的時(shí)間部(提供國際原子時(shí)和協(xié)議世界時(shí))； 美國海軍天文臺(提供GPS時(shí)) ； 我國時(shí)間服務(wù)由國家授時(shí)中心(NTSC)提供；,17/101,17/95,2.1.2天球的基本概念,0）背景 確定時(shí)間測量的起點(diǎn)、線、面； 1）概念 天球是一個(gè)參考球體，是以地心M為球心，以任意長r為半徑的圓球。 天文學(xué)中將天體投影到天球面，用球面坐標(biāo)來表示天體的位置。,18/101,18/95,2）天球的重要點(diǎn)、線、面,（1）天球的天極 地球自轉(zhuǎn)軸的延伸線叫天軸，天軸與天球的交點(diǎn)稱天極；分為： 北天極P

8、N 南天極PS。 （2）天球赤道 經(jīng)過地球質(zhì)心與天軸垂直的平面叫天球赤道面。 天球赤道面與天球的交線叫天球赤道。是天球上一個(gè)大圓。,19/101,19/95,2）天球的重要點(diǎn)、線、面,（3）天球子午面與子午圈： 天球上任一點(diǎn)與天軸形成的平面叫天球子午面。 天球子午面與天球面的交線叫天球子午圈，是一個(gè)大圓。 （4）時(shí)圈（上子午圈） 天球子午圈被天軸分成兩個(gè)半圈； 天球上任一點(diǎn)所在的半圈稱為時(shí)圈（上子午圈）。,20/101,20/95,2）天球的重要點(diǎn)、線、面,（5）黃道 地球繞日公轉(zhuǎn)的軌道平面與天球的交線稱為黃道。 在地球上觀測太陽時(shí)，太陽在黃道上進(jìn)行視運(yùn)動。 黃道平面與赤道平面的夾角稱為黃赤交

9、角 ，大約為23.5。 （6）黃極 過天球中心垂直于黃道平面的直線叫黃軸。 該線與天球面的交點(diǎn)叫黃極。分為北黃極N 、南黃極S。,21/101,21/95,（7）春分點(diǎn)、秋分點(diǎn) 黃道和赤道的交點(diǎn)稱為春分點(diǎn)和秋分點(diǎn)。 其中太陽從天球南半球穿越赤道進(jìn)入北半球時(shí)的交點(diǎn)稱為春分點(diǎn)。 太陽從天球北半球穿越赤道進(jìn)入南半球時(shí)的交點(diǎn)稱為秋分點(diǎn)。 春分點(diǎn)、北天極、天球赤道面等是建立恒星時(shí)和天球坐標(biāo)系的主要基準(zhǔn)點(diǎn)和基準(zhǔn)面。,2）天球的重要點(diǎn)、線、面,22/101,22/95,第二章、時(shí)間系統(tǒng),2.1、相關(guān)預(yù)備知識 2.2、恒星時(shí)和太陽時(shí) 2.3、歷書時(shí) 2.4、原子時(shí) 2.5、原子鐘 2.6、脈沖星時(shí) 2.7、相

10、對論框架下的時(shí)間系統(tǒng) 2.8、時(shí)間傳遞 2.9、空間大地測量中的常用計(jì)時(shí)方法,23/101,23/95,2.2 恒星時(shí)和太陽時(shí),1）恒星時(shí)和太陽時(shí) 以地球自轉(zhuǎn)作為時(shí)間基準(zhǔn)的時(shí)間系統(tǒng)。 2）計(jì)量方法 天體相對于地面觀測者的視運(yùn)動 天體的自行運(yùn)動 自傳 公轉(zhuǎn) 天體的視運(yùn)動 在地球（或運(yùn)動天體）上所觀察到的其他天體的相對于地球（或運(yùn)動天體）的運(yùn)動。,24/101,24/95,2.2 恒星時(shí)和太陽時(shí),3）以地球自轉(zhuǎn)作為基準(zhǔn)的時(shí)間系統(tǒng)分類 恒星時(shí):春分點(diǎn)的視運(yùn)動; 太陽時(shí):太陽的視運(yùn)動;,25/101,25/95,2.2.1恒星時(shí)(Sidereal Time-ST),定義 恒星時(shí)以春分點(diǎn)作為參考點(diǎn)，春分

11、點(diǎn)連續(xù)兩次經(jīng)過地方上子午圈的時(shí)間間隔為一個(gè)恒星日，再均勻分割成小時(shí)、分和秒。 特點(diǎn)： 恒星時(shí)與地方上子午圈的時(shí)間有關(guān)，為地方時(shí)； 國際上用格林尼治恒星時(shí)； 用于衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)（運(yùn)行周期），天體赤經(jīng)。,26/101,26/95,2.2.1恒星時(shí)(續(xù)),分類：由于地球自轉(zhuǎn)軸在空間方向的不斷變化。 春分點(diǎn)分為 真春分點(diǎn)，平春分點(diǎn) 恒星時(shí)分為 真恒星時(shí):Local apparent sidereal time (LAST) 平恒星時(shí): (LMST) 轉(zhuǎn)換參數(shù)： 黃經(jīng)章動：；黃赤交角：0+ 來源：IERS給出,測量,27/101,27/95,2.2.2 太陽時(shí),以地球自轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)，以太陽中心為參考點(diǎn)的時(shí)間系

12、統(tǒng)。 大小相當(dāng)于太陽中心相對于本地子午圈的時(shí)角。 真太陽時(shí)是不均勻的 地球圍繞太陽的軌道為橢圓,近地點(diǎn)角速度大遠(yuǎn)地點(diǎn)角速度小; 黃道在赤道上的投影是不均勻的。,（1）真太陽時(shí) 太陽中心連續(xù)兩次經(jīng)過某地的上子午圈的時(shí)間間隔稱為一個(gè)真太陽日；再均勻分割為小時(shí)、分和秒。,28/101,28/95,2.2.2太陽時(shí)（續(xù)）,(2)平太陽時(shí) 特點(diǎn)：由于真太陽時(shí)的缺陷，建立了以平太陽視運(yùn)動為基準(zhǔn)的平太陽時(shí)。 平太陽 建立假太陽，其周年視運(yùn)動軌跡位于赤道平面，而不是黃道平面。 它在赤道上的運(yùn)動角速度為恒定的，等于真太陽的平均角速度。假太陽稱為平太陽。,29/101,29/95,2.2.2 太陽時(shí)（續(xù)）,(2)

13、平太陽時(shí)（續(xù)） 定義：以地球自轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)，以平太陽中心作為參考點(diǎn)所建立的時(shí)間系統(tǒng)稱為平太陽時(shí)。 平太陽時(shí)m與真太陽時(shí)t的換算公式： = t-m, 可在天文年歷中查取。 一年中，其數(shù)值在 -14m24s至+16m21s間變化。,30/101,30/95,2.2.2太陽時(shí)（續(xù)）,（3）民用時(shí) 平太陽時(shí)的起點(diǎn)為平正午，在同一白天。如果上午為10月17日，下午便是10月18日，不便使用。 將平太陽時(shí)的起始點(diǎn)從平正午移到平子夜的平太陽時(shí)，稱為民用時(shí)mc。 與平太陽時(shí)m換算關(guān)系為： mc=m+12h 全世界各地方的平正午或平子夜時(shí)間是不同的，各地方的民用時(shí)也不同。,31/101,31/95,（4）世界時(shí)UT

14、（Universal Time),定義 將格林尼治零子午線處的民用時(shí)稱為世界時(shí)。 1884年在華盛頓召開的國際子午線會議決定,將全球分為24個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)區(qū)。 從格林尼治零子午線起，向東西各7.5為0時(shí)區(qū)； 然后向東每隔15 為一個(gè)時(shí)區(qū)，分別記為1、2、3、23時(shí)區(qū)。,32/101,32/95,（4）世界時(shí)UT(續(xù)),問題 世界時(shí)以地球自轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)。 地球自轉(zhuǎn)軸在地球的內(nèi)部的位置在變化，即極移現(xiàn)象。 地球自轉(zhuǎn)速度不均勻。,33/101,33/95,（4）世界時(shí)UT (續(xù)),彌補(bǔ) 1956年起對世界時(shí)UT中引入了極移改正和地球自轉(zhuǎn)速度的季節(jié)性改正Ts。 UT1=UT0(未改正的世界時(shí)）+ 現(xiàn)有改正模型：

15、 =1/15（xpsin -ypcos )tg, 為觀測點(diǎn)的天文經(jīng)緯度。 極移參數(shù)（xp，yp） ：IERS給出，或測量研究計(jì)算； UT2=UT1+Ts 現(xiàn)有模型Ts =0.022sin2t-0.012cos2t-0.006sin4t+0.007cos4t UT2含有地球自轉(zhuǎn)速度的長周期變化與不規(guī)則變化項(xiàng)； 不理想：缺乏新的研究（模型，算法）。,34/101,34/95,（4）世界時(shí)UT (續(xù)),世界時(shí)的應(yīng)用與缺陷 廣泛應(yīng)用于天文學(xué)和人們?nèi)粘Ｉ睿?但因?yàn)椴痪鶆?，無法應(yīng)用與高科技、高精度的領(lǐng)域。 結(jié)論 世界時(shí)不再嚴(yán)格滿足建立時(shí)間系統(tǒng)的基本條件。 隨著人類科技的發(fā)展，需要建立更為精準(zhǔn)的時(shí)間基準(zhǔn)。

16、,35/101,35/95,（4）世界時(shí)UT (續(xù)),世界時(shí)與恒星時(shí)的大小關(guān)系 由于地球自轉(zhuǎn)的同時(shí)也在繞太陽公轉(zhuǎn)： 太陽日恒星日,36/101,36/95,第二章、時(shí)間系統(tǒng),2.1、相關(guān)預(yù)備知識 2.2、恒星時(shí)和太陽時(shí) 2.3、歷書時(shí) 2.4、原子時(shí) 2.5、原子鐘 2.6、脈沖星時(shí) 2.7、相對論框架下的時(shí)間系統(tǒng) 2.8、時(shí)間傳遞 2.9、空間大地測量中的常用計(jì)時(shí)方法,37/101,37/95,2.3歷書時(shí)（ET),1）力學(xué)時(shí)系統(tǒng)( Dynamic Time-DT)（09-24） 天文學(xué)中，天體的星歷是根據(jù)天體力學(xué)中的運(yùn)動方程編算得，這些方程中，時(shí)間T是一個(gè)獨(dú)立的變量，該時(shí)間定義為力學(xué)時(shí)。

17、以行星繞日公轉(zhuǎn)為基礎(chǔ) 力學(xué)時(shí)的分類 歷書時(shí)（ET) 地球動力學(xué)時(shí)（TDT) 太陽系質(zhì)心力學(xué)時(shí)（TDB),38/101,38/95,2）歷書時(shí)（ET),定義 為了避免世界時(shí)的不均勻性，1960年起引入了一種以地球繞日公轉(zhuǎn)周期為基礎(chǔ)的均勻時(shí)間系統(tǒng)，稱為歷書時(shí)。 是一種以牛頓天體力學(xué)定律來確定的均勻時(shí)間系統(tǒng)，又稱牛頓時(shí)。 尺度：歷書時(shí)的秒長 地球繞日公轉(zhuǎn)時(shí)兩次通過春分點(diǎn)的時(shí)間間隔為1回歸年； 秒長為1980年1月0.5日所對應(yīng)的回歸年長度的1/31556925.9747。 起點(diǎn) 以1900年1月0日世界時(shí)12h作為歷書時(shí)1900年1月0日12h。,39/101,39/95,2）歷書時(shí)（ET),歷書時(shí)

18、的測量 而事實(shí)上以觀測月球繞地球的軌道周期為基礎(chǔ)。 將觀測得到的天體位置與用歷書時(shí)計(jì)算得到的天體歷表比較，就能內(nèi)插出觀測瞬間的歷書時(shí) ； 20世紀(jì)50年代以來，先后對布朗的月球星歷作出三次修改。對應(yīng)于這三個(gè)版本的月球星歷所求得的歷書時(shí)分別稱為ET1、ET2、ET3。,40/101,40/95,2）歷書時(shí)（ET),缺陷 太陽、月球、行星歷表中的位置與一些天文常數(shù)有關(guān)。每修改這些天文常數(shù)一次，導(dǎo)致歷書時(shí)的不連續(xù)； 月球的視面積很大，邊緣又很不規(guī)則，很難精確找準(zhǔn)其中心的位置，求得歷書時(shí)比理論精度要差的多； 長時(shí)觀測和處理才能得到準(zhǔn)確時(shí)間； 星表本身的誤差，同一瞬間觀測月球與觀測行星得出的歷書時(shí)ET不

19、相同。 現(xiàn)狀 歷書時(shí)只能穩(wěn)定在10e-10級； 1984年起被其他相對論框架下的動力學(xué)時(shí)(地球動力學(xué)時(shí)TDT、太陽系質(zhì)心力學(xué)時(shí)（TDB)取代。,41/101,41/95,第二章、時(shí)間系統(tǒng),2.1、相關(guān)預(yù)備知識 2.2、恒星時(shí)和太陽時(shí) 2.3、歷書時(shí) 2.4、原子時(shí) 2.5、原子鐘 2.6、脈沖星時(shí) 2.7、相對論框架下的時(shí)間系統(tǒng) 2.8、時(shí)間傳遞 2.9、空間大地測量中的常用計(jì)時(shí)方法,42/101,42/95,2.4 原子時(shí),1、原子時(shí) 人們對時(shí)間準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度的要求不斷提高，以地球自轉(zhuǎn)為基準(zhǔn)的恒星時(shí)和平太陽時(shí)、以行星和月球公轉(zhuǎn)為基準(zhǔn)的歷書時(shí)已難以滿足要求（尺度-秒）； 原子能級躍遷時(shí)，會發(fā)射

20、或吸收電磁波；電子波頻率很穩(wěn)定，以上現(xiàn)象很容易復(fù)現(xiàn)，所以原子可以作為很好的時(shí)間基準(zhǔn)。20世紀(jì)50年代建立了以物質(zhì)內(nèi)部原子運(yùn)動為基礎(chǔ)的原子時(shí)。,例如，用測距碼進(jìn)行偽距觀測時(shí)，若要求距離誤差小于或等于0.1m，信號傳播時(shí)間測量誤差應(yīng)小于或等于3*10e-10s,43/101,43/95,2.4 原子時(shí)(續(xù)),1、原子時(shí)AT及秒長和起點(diǎn) 秒長-尺度 1967年10月第十三屆國際計(jì)量大會通過如下定義： 位于海平面上的銫133(Cs133)原子基態(tài) 在兩個(gè)超精細(xì)能級間； 在零磁場中； 躍遷輻射振蕩9192631770周所持續(xù)的時(shí)間； 為1個(gè)原子時(shí)秒。,44/101,44/95,1.原子時(shí)AT及秒長和起點(diǎn)

21、(續(xù)),起點(diǎn) 為了使原子時(shí)能夠與世界時(shí)相銜接，規(guī)定原子時(shí)起算歷元1958年1月1日0h其值與UT2相同，即原子時(shí)在起始時(shí)刻與UT2重合 。 事實(shí)上 (AT-UT2)1958.0=-0.0039s,45/101,45/95,2.4 原子時(shí)(續(xù)),2 國際原子時(shí)(IAT或TAI) 背景:為了避免每一臺原子鐘因各種誤差影響所造成的時(shí)間差異，建立國際統(tǒng)一的原子時(shí)系統(tǒng)，國際時(shí)間局1977年建立國際原子時(shí)(IAT或TAI)。 做法 當(dāng)時(shí)，由全球100臺原子鐘統(tǒng)一求解，穩(wěn)定度達(dá)10e-13。 目前，依據(jù)全球58個(gè)時(shí)間實(shí)驗(yàn)室(截止2006年12月)中大約240臺自由運(yùn)轉(zhuǎn)的原子鐘所給出的數(shù)據(jù)，采用ALGOS算法

22、將得到自由原子時(shí)EAL，再經(jīng)時(shí)間頻率基準(zhǔn)鐘進(jìn)行頻率修正后求得的。,46/101,46/95,2.4 原子時(shí)(續(xù)),3、協(xié)調(diào)世界時(shí)UTC 世界時(shí)的應(yīng)用比原子鐘更為廣泛，國際天文協(xié)會于20世紀(jì)60年代建立協(xié)調(diào)世界時(shí)UTC，秒長嚴(yán)格等于原子時(shí)的秒長。 協(xié)調(diào)世界時(shí)與世界時(shí)UT間的時(shí)刻差規(guī)定需要保持在0.9秒以內(nèi)，否則將采取閏秒的方式進(jìn)行調(diào)整。,47/101,47/95,2020年7月31日星期五,UTC的產(chǎn)生原因,天文導(dǎo)航、大地天文學(xué)等與地球自轉(zhuǎn)有密切關(guān)系，離不開世界時(shí) ;,原子時(shí)是一種均勻的時(shí)間系統(tǒng)，地球自轉(zhuǎn)則存在不斷變慢。,國際無線電科學(xué)協(xié)會于20世紀(jì)60年代建立了協(xié)調(diào)世界時(shí)UTC ，并通過閏秒的

23、方式使其與世界時(shí)的差距保持在0.9秒以內(nèi)。,3.協(xié)調(diào)世界時(shí),2.4 原子時(shí)(續(xù)),48/101,48/95,2020年7月31日星期五,2020年7月31日星期五,2.4 原子時(shí)(續(xù)),3.協(xié)調(diào)世界時(shí) 閏秒一般發(fā)生在6月30日及12月31日 為了解決頻繁跳秒(目前約每年一次)而導(dǎo)致UTC經(jīng)常性的中斷(不連續(xù))，有人建議： （1）改變UTC與UT2之差的限值 （2）重新定義原子時(shí)的秒長 結(jié)果和方法：有待研究？,49/101,49/95,3.協(xié)調(diào)世界時(shí),應(yīng)用 從1979年12月UTC已取代UT1作為無線電通訊中的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。目前許多國家均已采用UTC，并按UTC時(shí)間來發(fā)播時(shí)號。 需要使用世界時(shí)的用戶

24、可根據(jù)UTC和(UT1-UTC)值來間接獲得UT1。,50/101,50/95,2.4 原子時(shí)(續(xù)),4、GPS時(shí)間（GPST) 原子時(shí)； 采用原子時(shí)的秒長； 起點(diǎn)為1980年1月6日0h。 GPS時(shí)間系統(tǒng)由主控站一組原子鐘維持，而主控站一組原子鐘與美國海軍天文臺保持一致。 GPS時(shí)與國際原子時(shí)IAT的關(guān)系為： IAT-GPST=19s+C0,國際上有專門單位在測定并公布C0值,51/101,51/95,2.4 原子時(shí)(續(xù)),5、GLONASS時(shí) 原子時(shí); 采用原子時(shí)的秒長; 與UTC有3小時(shí)的偏差。 跳秒與UTC保持一致。 由于GLONASS時(shí)是由該系統(tǒng)自己建立的原子時(shí)，故它與由國際計(jì)量局B

25、IPM建立和維持的UTC之間(除時(shí)差外)還會存在細(xì)微的差別C1。 UTC+3h=GLONASS+C1,國際上有專門單位在測定并公布C1值,52/101,52/95,第二章、時(shí)間系統(tǒng),2.1、相關(guān)預(yù)備知識 2.2、恒星時(shí)和太陽時(shí) 2.3、歷書時(shí) 2.4、原子時(shí) 2.5、原子鐘 2.6、脈沖星時(shí) 2.7、相對論框架下的時(shí)間系統(tǒng) 2.8、時(shí)間傳遞 2.9、空間大地測量中的常用計(jì)時(shí)方法,53/101,53/95,2.5 原子鐘,1、概念 根據(jù)原子在能級躍遷時(shí)所產(chǎn)生或吸收的電磁波的固有而穩(wěn)定的頻率所制作的時(shí)鐘稱為原子鐘。 2、組成 通常由原子頻標(biāo)、石英晶體振蕩器及伺服電路等部件組成。 3、突出特點(diǎn) 原子

26、鐘是當(dāng)代第一個(gè)基于量子力學(xué)原理制作而成的計(jì)量器具。 目前精度最好的銫原子噴泉鐘的準(zhǔn)確度已達(dá)(45)10e-16,54/101,54/95,2.5 原子鐘（續(xù)）,4、高新技術(shù) 應(yīng)用被使得原子鐘的性能指標(biāo)不斷刷新，精度平均每10年提高一個(gè)數(shù)量級。 半導(dǎo)體激光技術(shù) 原子的激光冷卻與囚禁技術(shù) 離子囚禁技術(shù) 相干布居囚禁理論 鎖模飛秒脈沖技術(shù) 原子的光晶格囚禁理論和技術(shù) 超穩(wěn)窄線寬激光技術(shù),55/101,55/95,2.5 原子鐘（續(xù)）,5、原子鐘的類別 1）基準(zhǔn)型原子鐘 基準(zhǔn)型原子鐘是在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中運(yùn)行的(對運(yùn)行的外部條件有很高要求的)具有自我評價(jià)能力的最高精度的時(shí)間頻率標(biāo)準(zhǔn)。 基準(zhǔn)型的原子鐘在建立和

27、維持一個(gè)國家或地區(qū)的時(shí)間頻率標(biāo)準(zhǔn)時(shí)具有極其重要的作用。中國的基準(zhǔn)型原子鐘的穩(wěn)定度已經(jīng)達(dá)到5.010-15。,56/101,56/95,2.5 原子鐘（續(xù)）,5、原子鐘的類別（續(xù)） 2）應(yīng)用型原子鐘 守時(shí)型原子鐘 守時(shí)型原子鐘是一種在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下運(yùn)行的、能長期連續(xù)運(yùn)行的穩(wěn)定可靠的頻標(biāo)，用于時(shí)間記錄和保持。 守時(shí)鐘主要是:銫束頻標(biāo)和氫原子鐘。 我國的授時(shí)鐘基本為從美國進(jìn)口的小銫鐘HP 5071 A和Sigma Tau公司的MHM2010氫原子鐘。,57/101,57/95,5 原子鐘的類別（續(xù)）,2）應(yīng)用型原子鐘(續(xù)) 星載原子鐘 搭載在衛(wèi)星上的原子鐘，為衛(wèi)星導(dǎo)航定位以及授時(shí)服務(wù)。 目前星載原子鐘

28、的數(shù)量已達(dá)400多臺,58/101,58/95,2.5 原子鐘（續(xù)）,6、原子鐘的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 銫原子噴泉鐘 精度可達(dá)10-1510-16級 離子阱原子鐘 精度可達(dá)10-15以上,銫原子噴泉鐘,59/101,59/95,2.5 原子鐘（續(xù)）,6、原子鐘的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 光鐘 光信號的頻率要比目前所用的原子鐘躍遷時(shí)所發(fā)出的微波信號的頻率大5個(gè)數(shù)量級； 若能以這些頻率十分穩(wěn)定的單色光信號來作為原子鐘的頻率標(biāo)準(zhǔn)形成光鐘，則其精度有望大幅提高； 目前NIST的 光鐘的準(zhǔn)確度為1.410-15級,60/101,60/95,第二章、時(shí)間系統(tǒng),2.1、相關(guān)預(yù)備知識 2.2、恒星時(shí)和太陽時(shí) 2.3、歷書時(shí)

29、2.4、原子時(shí) 2.5、原子鐘 2.6、脈沖星時(shí) 2.7、相對論框架下的時(shí)間系統(tǒng) 2.8、時(shí)間傳遞 2.9、空間大地測量中的常用計(jì)時(shí)方法,61/101,61/95,2.6 脈沖星時(shí),1、脈沖星 是一種快速自轉(zhuǎn)的中子星； 直徑一般只有1020km，是宇宙中最小的恒星 質(zhì)量和太陽等恒星相仿。,2、脈沖星具有的極端的物理環(huán)境： 中心密度可達(dá)1015g/cm3 表面溫度可達(dá)1億度 中心溫度則高達(dá)600億度 中心壓力可達(dá)1028個(gè)大氣壓 磁場強(qiáng)度達(dá)108T以上,62/101,62/95,3 脈沖星測時(shí)原理,在極端的物理?xiàng)l件下，中子星將從兩極發(fā)射出高能粒子束，同時(shí)輻射高能光子，波段從微波、紅外線、可見光、

30、紫外線、X射線、射線 。 由于磁極和自轉(zhuǎn)軸不重合，輻射射線會周期性掃過天空。如果恰好掃過地球，則可用地面望遠(yuǎn)鏡觀測到。,自轉(zhuǎn)具有極高的穩(wěn)定度 大部分毫秒脈沖星的自轉(zhuǎn)周期變化率小于10-14s/s; 某些毫秒脈沖星的自轉(zhuǎn)周期變化率小于10-20 s/s。 這些脈沖星可成為自然界中最好的時(shí)鐘。,63/101,63/95,1）繼續(xù)尋找脈沖星。 輻射流量0.3mJy的脈沖星約有20萬50萬個(gè)； 若20%的脈沖星輻射束可掃過地球，地球上就能觀測到4萬10萬個(gè)； 而當(dāng)前發(fā)現(xiàn)2千個(gè)左右，約20%為毫秒脈沖星，射線脈沖星約140顆 。 當(dāng)前世界各國正在利用射電望遠(yuǎn)鏡和射線探測器等設(shè)備大力搜尋新的脈沖星，構(gòu)建脈

31、沖星時(shí)： 自轉(zhuǎn)周期特別穩(wěn)定； 信號強(qiáng)度大,4 建立脈沖星時(shí)所需要的工作,64/101,64/95,4 建立脈沖星時(shí)所需要的工作(續(xù)),2）廣泛開展長期的高精度的TOA（Time Of Arrival）計(jì)時(shí)測量。 目前，國際上有許多射電望遠(yuǎn)鏡都在?，F(xiàn)性地測量TOA計(jì)時(shí)； 各脈沖星的脈沖輪廓互不相同，故成為脈沖星的“身份識別證”; 還可依據(jù)脈沖星的方位識別 ; 目前測定脈沖信號到達(dá)時(shí)間的技術(shù)已較為成熟，最好的測定精度已達(dá)70ns.,65/101,65/95,4 建立脈沖星時(shí)所需要的工作(續(xù)),3) 為建立統(tǒng)一的脈沖星時(shí)創(chuàng)造條件 目標(biāo)：制定統(tǒng)一的規(guī)定，組織協(xié)調(diào)各國的工作，統(tǒng)一進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，提供時(shí)間服

32、務(wù)； 目前國際計(jì)量局BIPM和美國海軍天文臺USNO正在開展這一工作 ； 由于受TOA測定精度的限制，目前脈沖星時(shí)的短期穩(wěn)定度還不如原子時(shí); 未來5年內(nèi)，利用全球的脈沖星計(jì)時(shí)觀測陣列的資料，有望建立一個(gè)由10個(gè)左右的脈沖星所組成的綜合脈沖星時(shí)間基準(zhǔn) 。,66/101,66/95,4 建立脈沖星時(shí)所需要的工作(續(xù)),3) 創(chuàng)造條件（續(xù)） 國際計(jì)劃 在實(shí)施的SKA（Square Kilometre Array ）計(jì)劃(建造有效接收面積1KM2的射電望遠(yuǎn)鏡)的目的之一就是搜尋更多的脈沖星并進(jìn)行計(jì)時(shí)測量。 SKA可以觀測幾百顆毫秒脈沖星。,67/101,67/95,3) 創(chuàng)造條件（續(xù)）,我國計(jì)劃 烏魯

33、木齊天文臺用口徑為25m的射電望遠(yuǎn)鏡觀測脈沖星，對數(shù)十顆脈沖星 觀測； 正在貴州山區(qū)建造口徑為500m的射電望遠(yuǎn)鏡(FAST) 。 口徑大、頻譜寬、靈敏度高，天區(qū)覆蓋可達(dá)70%。 建成后必將大大增強(qiáng)我國巡天觀測脈沖星的能力； 脈沖星的計(jì)時(shí)觀測精度有望提高到 30ns,烏魯木齊,FAST,68/101,68/95,第二章、時(shí)間系統(tǒng),2.1、相關(guān)預(yù)備知識 2.2、恒星時(shí)和太陽時(shí) 2.3、歷書時(shí) 2.4、原子時(shí) 2.5、原子鐘 2.6、脈沖星時(shí) 2.7、相對論框架下的時(shí)間系統(tǒng) 2.8、時(shí)間傳遞 2.9、空間大地測量中的常用計(jì)時(shí)方法,69/101,69/95,2.7 相對論框架下的時(shí)間系統(tǒng),背景 ET

34、除了在2.5節(jié)中所講的那些缺點(diǎn)外，還存在一個(gè)根本性的問題，即它是建立在牛頓力學(xué)的基礎(chǔ)之上的，隨著觀測技術(shù)和計(jì)時(shí)精度的不斷改善，這種經(jīng)典理論與觀測結(jié)果之間的矛盾就開始顯現(xiàn)。 為此1976年第16屆IAU大會作出決議，正式在天文學(xué)領(lǐng)域中引進(jìn)了相對論時(shí)間尺度，給出了地球動力學(xué)時(shí)TDT和太陽系之心動力學(xué)時(shí)TDB的具體定義。,1991年召開的第21屆IAU大會上又決定將其改稱為地球時(shí)TT。,70/101,70/95,1)相對論框架下幾種時(shí)間系統(tǒng)的定義,（1）地球動力學(xué)時(shí)(Temps Dynamigue Terrestre，TDT)概念 TDT是用于解算圍繞地球質(zhì)心旋轉(zhuǎn)的天體(如人造衛(wèi)星)的運(yùn)動方程，編算

35、其星歷時(shí)所用的一種時(shí)間系統(tǒng)。 TDT以原子時(shí)的秒為基本單位秒，所以為均勻時(shí)間系統(tǒng)。 TDT和國際原子時(shí)IAT的關(guān)系式為：TDT=TAI+32.184s 應(yīng)用： 在歷表中，作為時(shí)間引數(shù)給出天體在地心坐標(biāo)系中的位置。 用作計(jì)算天體在地心坐標(biāo)系中位置的時(shí)間變量。,71/101,71/95,1)相對論框架下幾種時(shí)間系統(tǒng)的定義(續(xù)),（2）太陽系質(zhì)心力學(xué)時(shí)（TDB) 概念：是一種用以解算坐標(biāo)原點(diǎn)位于太陽系質(zhì)心的運(yùn)動方程(如行星運(yùn)動方程)并編制其星表時(shí)所用的時(shí)間系統(tǒng)，簡稱為質(zhì)心動力學(xué)時(shí)。 與TDT的差別源于相對論效應(yīng)： TDB=TDT+1.65810-3(M+0.0167sinM)+2.07310-5 s

36、inL-2.0310-6cossin(UTC-) -sin M為太陽的平近點(diǎn)角： M=(357.528+35999.050T)2/3600 L為太陽黃經(jīng)與木星黃經(jīng)之差： L=(323.870+32946.472T)2/3600 、 為鐘所在地點(diǎn)的天文經(jīng)緯度，T為1900年1月0.5日期算得儒略開紀(jì)數(shù)。,72/101,72/95,1)相對論框架下幾種時(shí)間系統(tǒng)的定義(續(xù)),（2）太陽系質(zhì)心力學(xué)時(shí)（TDB) 應(yīng)用： 月球、太陽、行星的歷表中作為時(shí)間變量。 作為時(shí)間變量用在歲差、章動的計(jì)算公式中。 引入TDT和TDB以后，就不斷有人提出異議：,(1)對動力學(xué)一詞應(yīng)如何解釋 (2)周期項(xiàng)和長期項(xiàng)之間難以

37、嚴(yán)格區(qū)分 (3)為了去掉TDB與TDT間的長期項(xiàng)，就需要人為地在地心系與太陽質(zhì)心坐標(biāo)系之間引入一個(gè)尺度比。某些天文常數(shù)就將取決于坐標(biāo)系 (4)會使某些概念變得含混不清,73/101,73/95,1)相對論框架下幾種時(shí)間系統(tǒng)的定義(續(xù)),（2）太陽系質(zhì)心力學(xué)時(shí)（TDB) (續(xù)) 結(jié)論 1991年在第21屆IAU大會上又決定引入地心坐標(biāo)時(shí)TCG和太陽系質(zhì)心坐標(biāo)時(shí)TCB。,74/101,74/95,1)相對論框架下幾種時(shí)間系統(tǒng)的定義(續(xù)),（3）地心坐標(biāo)時(shí)(TCG) TCG是原點(diǎn)位于地心的天球坐標(biāo)系中所使用的第四維坐標(biāo)時(shí)間坐標(biāo)。 它是把TDT從大地水準(zhǔn)面上通過相對論轉(zhuǎn)換到地心時(shí)的類時(shí)變量。,75/1

38、01,75/95,1)相對論框架下幾種時(shí)間系統(tǒng)的定義(續(xù)),（4）質(zhì)心坐標(biāo)時(shí)(TCB) TCB是太陽系質(zhì)心天球坐標(biāo)系中的第四維坐標(biāo)。 應(yīng)用： 是計(jì)算行星繞日運(yùn)動方程中的時(shí)間變量。 是編制行星星表時(shí)的獨(dú)立變量。,76/101,76/95,2.7相對論框架下的時(shí)間系統(tǒng),前述各種時(shí)間系統(tǒng)間關(guān)系 TDT與TCG間的關(guān)系 TDT采用的是國際原子時(shí)TAI的秒長，是在標(biāo)準(zhǔn)的原子鐘受到下列相對論效應(yīng)影響來定義的： 在大地水準(zhǔn)面上的地球引力位而產(chǎn)生的廣義相對論效應(yīng)t1 ； 在地球上的太陽及其他行星的引力位而產(chǎn)生的廣義相對論效應(yīng)t2 ； 由于地球繞日公轉(zhuǎn)的運(yùn)動速度 而產(chǎn)生的狹義相對論效應(yīng)t3 ； TCG和TDT的

39、差異僅在于TCG不含有t1項(xiàng)。,77/101,77/95,2.7相對論框架下的時(shí)間系統(tǒng),上述各種時(shí)間系統(tǒng)間的轉(zhuǎn)換關(guān)系 TCB和TCG間的轉(zhuǎn)換關(guān)系 TCB是用于討論行星繞日公轉(zhuǎn)的運(yùn)動規(guī)律、編制行星星歷時(shí)所用的一種時(shí)間系統(tǒng)，該系統(tǒng)不含有 t2 和t3 項(xiàng)。 TDT與TDB之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系 IAU規(guī)定這兩種時(shí)間系統(tǒng)間只允許存在周期項(xiàng)。 它們之間只允許在不同時(shí)刻存在微小的周期性的差異，但在一個(gè)周期內(nèi)兩系統(tǒng)的“平均鐘速”是相同的。 轉(zhuǎn)換方法為：TT轉(zhuǎn)換到TCG ，然后將TCG轉(zhuǎn)換到TCB ，把長期項(xiàng)去掉，只留下周期項(xiàng)得到TDB。,78/101,78/95,2.7相對論框架下的時(shí)間系統(tǒng),前述各種時(shí)間系統(tǒng)間的

40、轉(zhuǎn)換關(guān)系,79/101,79/95,第二章、時(shí)間系統(tǒng),2.1、相關(guān)預(yù)備知識 2.2、恒星時(shí)和太陽時(shí) 2.3、歷書時(shí) 2.4、原子時(shí) 2.5、原子鐘 2.6、脈沖星時(shí) 2.7、相對論框架下的時(shí)間系統(tǒng) 2.8、時(shí)間傳遞 2.9、空間大地測量中的常用計(jì)時(shí)方法,80/101,80/95,1）緒論 每臺鐘都有誤差，具有不同的頻率準(zhǔn)確度和漂移率，因而同一瞬間由不同的鐘所給出的時(shí)間是不相同的。 如：在GPS定位中，接收機(jī)鐘與星載鐘的不同步會引起巨大的定位誤差。 時(shí)間傳遞無論是對于時(shí)間系統(tǒng)的建立和維持，還是對于時(shí)間系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用都具有重要作用。例如： 建立和維持國際原子時(shí)TAI，要把分布在世界各國的的時(shí)間中心

41、和時(shí)間實(shí)驗(yàn)室中的200多臺原子鐘所確定的時(shí)間通過時(shí)間傳遞技術(shù)統(tǒng)一送往國際計(jì)量局BIPM，由他們數(shù)據(jù)處理后來生成TAI。 BIPM建立和維持的UTC或由各時(shí)間鐘心建立和維持的局部地區(qū)的UTC()也要傳遞給不同的用戶使用。,2.8 時(shí)間傳遞,81/101,81/95,2.8 時(shí)間傳遞,2）短波無線電時(shí)號 頻率： 3MHz30 MHz 用戶用無線電接收機(jī)接收短波無線電時(shí)號并與本地鐘進(jìn)行時(shí)間比對后即可求得本地鐘的鐘差。具體的比對方法有 簡單但精度較差：耳目法，停表法； 精度較好：電子計(jì)數(shù)器法，時(shí)號示波器法； 優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單，使用方便，覆蓋面大 精度：電離層變化，路徑傳輸時(shí)延誤差等因素的影響，只能達(dá)到1

42、ns左右,82/101,82/95,2）短波無線電時(shí)號（續(xù)）,應(yīng)用 我國的國家授時(shí)中心NTSC也在發(fā)波短波信號BPM。 發(fā)射臺位于陜西省蒲城，發(fā)射頻率為2.5MHz、5.0 MHz、10 MHz、15 MHz，交替在全天發(fā)播。 臺北的短波時(shí)號BSF則在世界時(shí)發(fā)播 。,83/101,83/95,3）長波無線電時(shí)號 低頻段長波無線電時(shí)號主要以地面波的形式傳播，衰減小、傳輸穩(wěn)定。經(jīng)比對后，其精度可 1s。 將長波發(fā)射臺組成一個(gè)臺鏈，地基無線電導(dǎo)航。 例子： 羅蘭C系統(tǒng) 組成：一個(gè)主臺和兩個(gè)以上的副臺； 定位原理： 主臺和副臺均按事先規(guī)定的時(shí)延依次用同一頻率發(fā)射信號。 流動用戶用接收機(jī)測定這些信號到達(dá)

43、的時(shí)間差后，即可根據(jù)發(fā)射臺的已知站坐標(biāo)用距離差交會(雙曲交會)的方法來測定自己的位置； 定位精度： 0.20.5海里,2.8 時(shí)間傳遞,84/101,84/95,3）長波無線電時(shí)號（續(xù)）,應(yīng)用 70年代初國家授時(shí)中心（NTSC）在蒲城建立長波臺。 80年代后期，我國又在南海、東海等沿海地區(qū)建立了長波導(dǎo)航臺鏈，用于導(dǎo)航和長波授時(shí)服務(wù)。 我國的長波無線電時(shí)號BPL在北京時(shí)間13h30m21h30m間播發(fā)，頻率為100KHz。 NTSC于1997年建立低頻時(shí)碼發(fā)射臺，工作頻率為68.5 KHz。目前蒲城發(fā)播時(shí)間為812h，2224h。 此后NTSC又在河南商丘建立了低頻時(shí)碼連續(xù)發(fā)射臺，從2007年底

44、開始播發(fā)信號。,85/101,85/95,2.8 時(shí)間傳遞,4）電視比對 有源比對 在電視信號的空白段插入時(shí)間信號編碼。用戶接收信號并經(jīng)譯碼和比對后即可確定本地鐘的鐘差。 20世紀(jì)80年代，NTSC和中國計(jì)量科學(xué)研究院共同制定了有源電視比對的法規(guī)。在電視垂直消隱期間的空行中插入時(shí)頻信號，并在中央1、2、4套節(jié)目中發(fā)播。 時(shí)間比對方法： 獨(dú)立定時(shí)法：授時(shí)精度約為0.1ms； 共視法：用戶在UTC時(shí)間0h或12h進(jìn)行衛(wèi)星電視時(shí)刻比對后，再根據(jù)“時(shí)間頻率公報(bào)”上提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行改正，精度為0.1s,86/101,86/95,4）電視比對,無源比對 直接采用電視信號中的某一行同步脈沖來進(jìn)行時(shí)間比對。 由

45、于該行信號是直接由電視臺提供的，精度較差，故時(shí)間服務(wù)部門還需對該行信號進(jìn)行監(jiān)測，求得其誤差改正數(shù)并提供給用戶進(jìn)行修正。 我國選用第6行的同步脈沖來進(jìn)行時(shí)間比對。經(jīng)多次取平均后，無源比對的精度可達(dá)1s。,87/101,87/95,5）搬運(yùn)鐘法 將便攜式原子鐘搬運(yùn)至A地與鐘A進(jìn)行比對，然后再將其搬運(yùn)至B地與鐘B進(jìn)行比對，從而求出A、B兩臺鐘之間的相對鐘差的方法稱為搬運(yùn)鐘法。 為了提高精度，一般遵照下述原則進(jìn)行時(shí)間比對： 盡可能縮短兩次比對間的時(shí)間間隔，因而搬運(yùn)工作一般均用飛機(jī)來完成，也稱為飛行鐘比對法。 在搬運(yùn)工程中便攜式原子鐘應(yīng)處于較好的外界環(huán)境中。 采用往返測的方法對搬運(yùn)鐘本身的誤差進(jìn)行改正。

46、 工作量大，費(fèi)時(shí)耗錢，一般僅用于高精度原子鐘間的時(shí)間比對。,2.8 時(shí)間傳遞,88/101,88/95,6）利用衛(wèi)星進(jìn)行時(shí)間比對 提出 自20世紀(jì)中葉以來，利用衛(wèi)星進(jìn)行長距離高精度的時(shí)間比對技術(shù)迅速發(fā)展，得到了廣泛的應(yīng)用，成為一個(gè)重要的衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域，利用衛(wèi)星進(jìn)行時(shí)間比對可分下列兩種方法： 衛(wèi)星中繼法 利用衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)進(jìn)行精密授時(shí)和時(shí)間比對,2.8 時(shí)間傳遞,89/101,89/95,6）利用衛(wèi)星進(jìn)行時(shí)間比對（續(xù)）,(1)衛(wèi)星中繼法 衛(wèi)星上無需配備原子鐘，只轉(zhuǎn)發(fā)來自地面站的時(shí)間信號。 單向觀測法 位于站坐標(biāo)已知的固定點(diǎn)上的用戶對一顆導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行觀測后即可獲得精確的時(shí)間信息。 流動用戶對四顆或

47、四顆以上的導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行觀測后也能采用單點(diǎn)定位的模式在確定自己的三維坐標(biāo)的同時(shí)來精確測定衛(wèi)星鐘的改正數(shù)，獲得精確的時(shí)間。 衛(wèi)星的坐標(biāo)誤差，大氣傳播誤差及中繼時(shí)間延遲等因素的影響，故精度不是很高，一般為20s左右,90/101,(1)衛(wèi)星中繼法（續(xù)） 共視法： A、B兩站都通過衛(wèi)星獨(dú)立地向?qū)Ψ桨l(fā)射時(shí)間信號。兩站均把本地鐘的秒信號作為計(jì)數(shù)器的開門信號，把接收到的來自于對方的經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的信號作為計(jì)數(shù)器的關(guān)門信號，分別測得時(shí)間差eA和eB。 由于雙方所受到的時(shí)間傳播延遲誤差的大小相同、符號相反，故用戶和衛(wèi)星的坐標(biāo)誤差、大氣延遲誤差（對流層延遲，電離層延遲等），以及衛(wèi)星的中繼時(shí)延等誤差均可消去，故時(shí)間比對

48、精度可大幅提高，一般可優(yōu)于10 ns。,6）利用衛(wèi)星進(jìn)行時(shí)間比對（續(xù)）,91/101,6）利用衛(wèi)星進(jìn)行時(shí)間比對（續(xù)）,(2)利用衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)進(jìn)行精密授時(shí)和時(shí)間比對 20世紀(jì)50年代后，各種衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)相繼建立，如Transit、GPS、GLONASS等 單向觀測法 授時(shí)精度受各種誤差的影響。以GPS為例，在無SA的情況下，授時(shí)精度一般只能達(dá)到1040 ns左右; 共視法 由于衛(wèi)星星歷誤差和衛(wèi)星鐘差可得以消除，大氣傳播誤差也能大幅消弱，因而精度可大幅提高。 以GPS為例，比對時(shí)其精度可達(dá)幾個(gè)ns或更好。,92/101,92/95,7）電話和計(jì)算機(jī)授時(shí) NTSC通過專用電話時(shí)碼服務(wù)，計(jì)算機(jī)加調(diào)制解調(diào)器的方式和語言授時(shí)服務(wù) 采用電話時(shí)碼服務(wù)（02983890342），用戶通過NTSC的電話時(shí)碼接收機(jī)即可自行獲得標(biāo)準(zhǔn)的北京時(shí)的顯示和輸出。 工作可靠，成本低廉，可滿足中等精度的用戶的需求，為地震臺網(wǎng)、水文監(jiān)測、電力、通信、交通管理等行業(yè)提供服務(wù); 精度優(yōu)于1 ms。 計(jì)算機(jī)加調(diào)制解調(diào)器方式可提供自動的計(jì)算機(jī)時(shí)間服務(wù)。電信號碼為02983894117。 用戶計(jì)算機(jī)通過調(diào)制解調(diào)器與電話線連接后，在指定網(wǎng)站(