为什么国家把“授时中心”设立在西安,而不是北京呢?

大唐三郎


授时中心在陕西省蒲城县城西郊,过去叫“326”!临潼是机关所在地!中央电视台曾经播报过专题片的。


豆点札记


你好!很高兴能回答您的问题!

首先我们需要确立一个概念,什么叫做“北京时间”,让我们来看一下北京时间的定义,以及东八区的概念。

北京时间并不是北京(东经116.4°)的地方时间,而是东经120°(东八区)的地方时间,故东经120度地方时比北京的地方时早约14分半钟。因为北京处于国际时区划分中的东八区,同格林威治时间(世界时)整整相差8小时(即北京时间=世界时+8小时),故命名为“北京时间”。这个北京时间的定义实际上也和首都的行政作用有一定关系。

“北京时间”用的是北京所在的gmt+8时区的时间,这和授时中心在哪里没有关系。所谓的授时中心就是一块超级手表。使用手表时只要先对好表,它就能每隔一秒让秒针移动一格。而授时中心的原理也差不多——我们设定好某时刻的标准北京时间后,授时中心内的原子钟就会每隔一秒走一秒,再将原子钟上计算出的时间与巴黎国际计量局的计算结果进行比对校正后,就得到了准确的“北京时间”。接下来授时中心通过长波将“北京时间”传递至全国各地,各地再在自己得到的结果上减去电磁波传递的时间,就都得到了标准的“北京时间”。一块手表不论是带在手上,揣在口袋里,甚至是扔到火山洞里,只要其结构没有损坏都能告诉你准确的时间。同理,授时中心无论是位于西安,北京,纽约,甚至是月球,它都能告诉你准确的“北京时间”,而与其所处位置无关。至于国家授时中心为什么要位于西安——确切的说是临潼——的理由则有很多:西安离中国的大地原点很近,能尽可能减少电磁波传递的时长;西安的地质环境好,发生地震等自然灾害的概率较小;西安位于中国腹地,即使发生战争也不容易被波及;西安是个科研教育中心,授时中心可以和周边的高等院校与研究机构进行联动……

现在您明白了吗?

科学小哥


中国科学院国家授时中心前身是陕西天文台,是以时间频率研究、授时服务为主,同时开展天体测量学、太阳物理、日地关系、天体力学、人造卫星观测与研究的综合性天文研究机构。授时部为长波和短波授时电台,位于陕西省渭南市蒲城县境内。现在就跟小编一起了解一下国家授时中心为何设在陕西西安呢?

按着国际惯例,各国的标准时间一般都以本国首都所处的时区来确定。我国首都北京处于国际时区划分中的东八区,同格林尼治时间整整相差8小时,而我国本身又地域辽阔,东西相跨5个时区,而授时台又必须建在我国中心地带。从而也就产生了长短波授“北京时间”的发播不在北京而在陕西蒲城。也就是中央人民广播电台发出的标准时间是由中国科学院国家授时中心发播。

中国现代无线电授时发端于二十世纪五十年代中国科学院紫金山天文台徐家汇观象台的BPV时号,由于其地处东南一隅,难以适应国家大规模经济建设(特别是大地测量)的需要。1955年全国科技发展12年远景规划中,将筹建“西北授时台”列为重点项目。

1965年,国家科委在“我国的综合时号改正数”鉴定书中再次提出“从战略上考虑,建议中国科学院在西部地区从速增设一个授时台”。在“651”计划(发射人造地球卫星计划)的“时间统一勤务系统初步方案”中,国防科委明确提出“在西安地区建立短波授时台,以满足第一颗人卫的需要”的建议,同时提出建立我国长波、超长波授时电台的问题。为此,国家科委于1965年12月12日在科学会堂主持召开“为备战需要应迅速在我国内地建立授时台(时间与频率发讯台)问题座谈会”,会议认为:西北授时台应立即由中国科学院负责进行筹建。

1966年3月,中国科学院决定在陕西省关中地区筹建授时台,工程代号为“中国科学院326工程”。1966年11月19日,国家科委批复中国科学院建设陕西天文台。326工程最后选址定于陕西省蒲城县,筹建工作由中国科学院西北分院负责,技术工作由上海天文台负责,主要技术力量从上海天文台、北京天文台、紫金山天文台抽调支援。

授时中心地处中国大陆腹地,离中国大地原点仅100千米,发射的时间信号便于覆盖全国;地质构造稳定,授时中心因地震等灾难被毁坏的系数极小;更由于其重要性,所以建在内陆地区相对比较安全。

什么是授时?

“授时”这个词已经出现很多年了,比如东汉发明地动仪的张衡说过“规天矩地,授时顺乡”,宋朝苏轼说过“授时赋政,亦郡守之常”,当然可不止这几个耳熟能详的名人说过。

古时候皇帝身边有一帮观天象的星象学家负责历法的制定,把制定好的历法告诉给百姓,叫做“敬记天时以授民也”,这样农民就不会耽误播种、施肥、收获的时节了。

现今社会,涉及到和我们息息相关的通信系统、电力系统、金融系统、导航系统,其有效运行都依赖于高精度时间同步,因此“准确而稳定的时间基准&高精度授时系统”对于现代社会的正常运转有着极其重要的作用,各国的科学家们都在为授时精度的提高而不懈努力。目前我国使用的北京时间是由位于西安的国家授时中心产生、保持和发播的。

言归正传,所谓“授时”,简单的说就是如果我有准确并稳定的时间,然后我通过一些授时手段将它传递给你的这一过程。外国人把“授时”叫做“Time Service”,道理是一样的。

授时有哪些手段?

了解了授时的概念,接下来介绍一下授时具体的手段。很明显下面的方式也属于一种授时手段哦!但是这种授时手段太low了,今天我主要介绍几种基于无线电技术发展而产生的高精度授时手段。

长波授时(BPL)

长波指频率为30KHz~300KHz,波长为1千米~10千米范围内的电磁波。在20世纪70年代初我国开始建设自己专门用于时频传递的罗兰-C体制长波授时台。国家授时中心的长波授时采用的发射频率为100KHz,电台呼号为BPL。

长波授时示意图

长波授时系统的信号通过地波和天波传播。地波传播是通过大地传导无线电信号,信号稳定,授时性能可靠;天波传播是靠电离层反射,由于夜晚电离层高度高于白天,因此天波传播路径有昼夜区别,授时性能较差。一个长波授时台信号的覆盖范围地波约1000千米,天波≤1500千米。我国的长波授时系统覆盖范围为我国内陆及近海海域,定时精度为微秒量级。利用长波(低频)进行时间频率传递与校准,是一种覆盖能力比短波强,校准的准确度更高的授时方法。

陕西省蒲城县的长波授时天线

短波授时(BPM)

短波指频率为3MHz~30MHz,波长为10~100米范围内的电磁波。国家授时中心的短波授时采用的发射频率分别为2.5MHz(15:30~9:00发播)、5MHz(全天候)、10MHz(全天候)、15MHz(9:00~17:00发播),电台呼号为BPM。

短波授时大致覆盖范围

短波授时信号传播方式有2种:地波传输和天波传输。在距离授时台100千米的范围内,使用地波传输时间信号;依靠电离层对短波的多次反射实现的天波传播,可将信号传播到很远的地方。因此,短波授时信号覆盖半径约3000千米,用4个频率交替发播结合可覆盖全国疆域,授时精度为1 ~3毫秒。

60年代建成的短波授时台机房

陕西省蒲城县的短波授时天线

低频时码授时(BPC)

上文已经提到,长波指频率为30KHz~300KHz,波长为1千米~10千米范围内的电磁波。因此低频时码授时属于一种特殊的长波授时,它适用于区域性的标准时间频率传输,其传播的稳定度、覆盖范围的广泛性,使其在各个领域都发挥了重要的作用。

国家授时中心的低频时码授时采用载频为68.5KHz的连续波时码授时体制技术,于2002年建成BPC低频时码授时台并试验发播。2007年,考虑到覆盖环渤海和长三角主要经济区的目标,国家授时中心在河南商丘建立了一座大功率低频时码授时连续发播台,构筑了我国新一代低频时码授时系统,技术指标处于国际先进水平。授时精度约100微秒。

我国低频时码授时电波覆盖范围

2007年在商丘建设的低频时码发播台

低频时码授时的特点是利用微电子技术,使用户设备可以做得非常简单且价廉,具有十分广阔的产业化前景。其终端产品之一“电波钟”的出现是人类计时史的又一次革命。电波表是一种接收标准时间信息的电波后可以自动校对时间的手表,电波表30万年误差不会超过一秒。

电波钟表

卫星导航授时

北斗卫星导航系统的时间叫做BDT,我国的卫星授时由北斗系统承担。BDT通过国家授时中心标校与UTC(NTSC)与国际UTC建立联系。该系统由空间段、地面段和用户段组成。用户使用北斗卫星信号接收设备可实现卫星定时,目前精度达到纳秒量级。

网络授时

网络授时就是利用互联网传送标准时间。目前,国家授时中心提供两种计算机网络时间服务:SNTP(Simple Network Time Protocol)校时服务器和“时间精灵”服务。其中SNTP校时服务的IP地址是:210.72.145.44,同步精度约10毫秒。

电话授时

电话授时就是利用电话网络传送标准时间。目前,国家授时中心通过电话公用网络提供时间服务的方式有三种。

通过专用电话时码接收机方式:用户通过专用电话时码接收机联入电话线端子,通过拨打国家授时中心的服务专线,即可自动获得标准北京时间显示和输出,授时精度10毫秒。

计算机加调制解调器的方式(ACTS:Auto Computer Time Service):又称自动计算机时间服务。用户计算机通过调制解调器与电话线路连接后,在国家授时中心时间科普网站下载NTSCTIME专用拨号校时软件,安装后,拨打国家授时中心的服务专线,即可同步校准用户本地计算机时钟,授时精度10毫秒。

电话语音报时服务:国际授时中心语音报时服务的专线电话。采用音频脉冲——“嘟”声作为秒信号提示音,使用户极为方便进行校时,同步精度小于0.5秒。

结语

授时的核心和基础是守时,也就是说国家授时中心的UTC(NTSC)时间基准是我国的“授时之本,用时之源”。科学技术发展和社会进步互相推动和促进,未来授时技术的发展更是不可限量,授时精度势必越来越高。

附表1:目前主要的授时手段和相应的授时精度

附表2:秒的换算


悦游新视野


国家授时中心的选址,必须要与授时中心更好地发挥作用这个目的紧密相连。

我们收听广播、看电视节目,经常会听到或者看到北京时间整点的报告,这个就是国家授时中心发布的。虽然发布的是北京时间,但并不代表这个中心选址一定在北京,因为北京时间是一个通用的概念,是以我国所处东八区的时区,来代表我们整个国家每个地点的时间,这样统一的时间规定,是为了更加有序地安排生产生活,避免时间混乱问题的发生。



国家授时中心,主要的功能就是为全国提供授时服务,使时间达到统一规范的目的,另外还承接着时间频率、天体测量、卫星观测等方面的综合研究。新中国成立以后,我国的授时中心设在了上海,由紫金山天文台负责。但由于上海位置在我国东部沿海,在当时距离西部地区太远,利用无线电发射信号的覆盖范围受限,而且不能连续发布授时信息,难以满足全国经济社会发展需要。


后来我国决定对授时中心进行调整,实施了西北授时台建设计划,对授时中心选址选择进行了明确,即一定要接近我国领土的大地原点,一定要地势平坦开阔,一定要满足备战需要。按照这3个原则,最终在1966年把国家授时中心设在了陕西临潼,1986年通过国家级技术鉴定后正式发播标准时间和标准频率信号。


优美生态环境保卫者


在我国明朝时期明成祖朱棣在强夺皇位后,把都城从南京迁往北京,对于这件事还有一个很好听的说法:天子守国门,君王死社稷。北京在我国的地理位置上就比较偏向于东北地区,如果从地缘政治上来讲,如果发生战事这个位置并不是最佳的指挥场所。而国家的授时中心有着非常重要的战略意义,况且它无论设置在哪,播报的都是误差极小的北京时间。


而西安的地理位置绝佳,属于中国地理位置的中心地带,上图是我国84年国庆阅兵时候10辆彩车之一,表示的就是我国自主的的长波授时系统。从图片中可以一目了然,西安向外辐射播报北京时间,这是最中心的位置了,无论在祖国的哪个角落,授时信号都能很好的覆盖。

时间对于我们的工作和学习生活至关重要,有着指导组作用,当然如果授时不准确对于日常生活的影响可能要小一些,可能就是上班晚了、上学迟到了等等。而对于军事、航空领域影响却很大,例如战略武器的发射、空间探测器的发射,都需要准确的时间,实现精准的控制。



我们如果想要给自己的手表或者手机调准时间,可以选择在网上对时间、也可以选择在电台上对时间,当然还可以通过电视来对时间。这些时间都是精准的北京时间,而最初的源头就可以追溯至位于陕西西安临潼区的国家授时中心。北京时间指的是国际时区东八区的标准时间,也就是东京120度的地方。北京时间和格林尼治时间(世界时间)相差8个小时。

我国地域辽阔横跨八个时区所以需要统一授时,中科院国家授时中心本部位于西安临潼区,而二部(授时部)位于渭南市蒲城县。这两个地理位置所处的都是东七区,负责发报北京时间。实际上在授时系统的选址上根本没有把北京考虑在内,一般都要遵循靠近地理位置中心地区、二是地域辽阔、三就是利于国家的备战需求。最后选址到西安,这也是最好的选择。





科学黑洞


地理上中国中心是在西安,用这个时间能代表大多数地方,如果用北京时间的话跨越时区太多,会对生产生活造成一定影响。


共逐鹿共逐鹿


因为我国的大地原点(中心)在西安以北30公里处,受时中心设在西安最合适也最准确,所以北京时间就是西安时间。


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