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北斗衛星導航系統(以下簡稱北斗系統)是中國著眼于國家安全和經濟社會發展需要,自主建設運行的全球衛星導航系統,是為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務的國家重要時空基礎設施。
導航和定位我們都聽說過,可這個北斗授時是什么意思呢?
北斗授時類似于GPS授時,也是衛星授時的一種,采用中國的北斗導航系統進行高精度授時。其原理類似于GPS授時,不同之處在于有有源和無源兩種方式,一種是雙向時差傳遞,另一種是廣播授時。
北斗授時,就是通過我國原子時系統AT和協調世界時UTC得到精密的時鐘信號,為科研,航天,航空,航海戰略武器發射,民用各行業生產生活等各個領域,提供標準可靠的時鐘信號。
想象一下:
太空對接時,衛星以10公里/秒速度運行,0.0001秒的誤差會導致1米的對接誤差。
衛星定位時,電磁波以30萬公里/秒的速度傳播,0.000001秒的誤差會導致300米的定位誤差。
所以精確的定位、導航離不開精確的北斗授時服務。
現在,我們使用原子鐘計時裝置,精度可以達到每2000萬年才誤差1秒。
原子振蕩頻率有極高的穩定性,1967年,第十三屆國際計量大會正式把由銫原子鐘確定的原子時定義為國際時間標準,這被稱為原子時AT(Atomic Time)。
我們通過天文方法測定時間,以地球自轉為基礎的時間標準,這個被稱為世界時UT(Universal Time)。
現在最常聽得協調世界時UTC(Coordinated Universal Time),它綜合了以上兩者,采用原子時的秒長,通過閏秒逼近世界時。
我們聽說過閏年,因為地球繞太陽公轉一周是365.2422天,這樣每過四年差不多就要多出一天來,通常把這一天加在某一年2月里,這一年就有366天,叫做閏年。
同理,由于地球自轉速度并不是均勻的,誤差約3年1秒,所以當協調世界時(UTC)與世界時(UT1)的時刻差預測值超過0.9秒時,給予協調世界時一個整秒的調整,通過閏秒使得在時刻上盡量逼近世界時的時間尺度,閏秒一般在協調世界時(UTC)12月31日或者6月30日的最后1秒實施。