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【陕西科技传媒网】见证“北京时间”

发表日期:2019-07-09来源:陕西科技报放大 缩小

  时间是什么?“时间是一条长河,从远古流到未来,时间是一种文字,书写着数字化的文明……”“时间”从人类意识觉醒开始,便如影随行,一直伴随并深刻地影响着人类社会的进步与发展,每一个时代的计时工具,都代表着这个时代最高的科技水平。 

  中国时间即国家标准时间(北京时间)是怎么产生的?如何来到我们身边,让我们看到时间的指针,影响着我们的生活和工作? 

  6月13日至14日,本报记者随中省主流媒体采访团,赴中国科学院国家授时中心临潼本部、渭南蒲城授时部、秦岭深处洛南昊平观测站,探秘“北京时间”如何发出,见证为了“北京时间”永不停歇、时刻追逐的科技工作者们! 

  西安临潼:“北京时间”守时地  

  6月13日早上,采访团迎着早上八九点的太阳,驱车来到骊山脚下的美丽临潼,走进一座绿树成荫的安静院落。这儿,就是中国科学院国家授时中心本部,就是在这里,跳动着“中国时间”的脉搏。 

  “1966年,国家授时中心始建于渭南蒲城;1980年将时间基准保持工作和研究工作迁至临潼,临潼就成了我国的守时地,当时叫陕西天文台;2001年3月,改称中国科学院国家授时中心。”国家授时中心党委书记窦忠向记者介绍,这里是我国唯一全面专业从事时间频率科学研究和授时服务的科研机构,担负着国家标准时间的建立、保持和发播任务,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,以及授时新手段等科研工作。 

  50多年来,国家授时中心在地理测绘、地震监测、航空航天、深空探测、卫星导航等领域,以及电力、通信、金融、交通等行业,特别是为国家星箭发射、航天试验提供了准确可靠的时间频率信号,保障了一系列重大任务的顺利完成,为国家经济发展、国防建设和国家安全诸多领域和部门,提供了可靠的高精度授时服务,多次受到国务院和国家有关部门嘉奖。

  “时间”是怎么产生的?科技处副处长任晓乾介绍,世界时是以地球自转为基础的时间计量系统,然而它并不是均匀的系统,随着地球自转速度变慢,世界时就和稳定的原子时之间产生误差,就必须通过人工调节的方式使两者协调一致,就产生了协调世界时(UTC),这实际上就是大家使用的标准时间,北京时间就是授时中心每天与国际上近80个实验室比对产生的。  

  “北京时间”产生出来后,怎么发播出去?如今的授时手段已经多样化,比如长短波授时、低频时码授时、互联网授时、卫星单向授时、卫星双向时间传递、光纤传递等,授时的方法不同,授时精度也就有所不同。授时中心根据用户的需要,进行不同的授时方式,如果需要毫秒量级的时间,就用短波授时;如果需要微秒量级的时间,可以长波授时;如果需要十纳秒量级的时间,就让北斗卫星导航系统完成授时。 

  北京时间的发播准确度如何?记者参观“时频基准实验室”时,正在工作的赵书红副研究员自信地说:“我国的守时水平世界先进!” 

  她介绍,2013年国际时间局在日内瓦国际会议上,发布了对各国长达7年的研究结果表明,北京时间的准确度仅次于美国和俄罗斯,位居世界第三。2013年以来,北京时间与国际标准时间之间的误差始终保持在10纳秒以内,能达到如此准确度的国家,全球不足5个。

  渭南蒲城:“北京时间”授时地  

  采访团13日到达渭南蒲城时,已经是下午6点多。距离县城3公里的杨庄,在一片开阔地耸立着红白相间的“钢铁塔”阵,在夕阳照耀下熠熠生辉,它们就是北京时间的“发射武器”——短波授时天线。 

  多年来,蒲城人称这里是“326”或“天文台”,北京时间就是从这里发出!授时部副主任段建文介绍,上世纪80年代初,考虑到时间比对工作收发讯等技术要求,以及信号监测、国际合作等需要,当时的陕西天文台将天文观测、时间基准、研究机构和管理机关迁建到临潼,蒲城成为以长短波授时台为主的陕西天文台二部,现在叫“中国科学院国家授时中心授时部”。 

  为什么选择蒲城作为北京时间的发播地?他说,1964年中国第一颗原子弹爆炸成功后,发射第一颗人造卫星被提上日程。蒲城地处我国大陆腹地,离中国大地原点仅100公里,发射的时间信号便于覆盖全国;加上这里地质构造稳定,被地震等自然灾难毁坏的系数极小,更重要的也是考虑战略安全。

  为适应我国战略武器发射、测控和空间技术发展的需要,1966年国家科委批准开始筹建,代号为“326工程”。1970年基本建成,经周恩来总理亲自批准发播BPM短波无线电时号。1973年4月,国家决定增设长波授时台,1985年完成发射系统建设,1986年正式开始我国的长波授时服务。  

  “当时,面对国外的技术封锁,老一辈科学家不畏艰难,协作攻克了一个个技术难关,自主研制生产出了所有关键设备,国产化率达到了100%。”常务副主任张晓际自豪地介绍,出于安全考虑,长波授时台建在了地下,地上只有4座高耸的铁塔承载着15吨的倒锥形天线体。此后,长短波授时系统又经多次改造升级,始终保持着国际先进水平,2009年发播台才从地下搬到了地上。 

  记者一步步沿着阶梯,走进长波授时地下发播台,通幽曲转,竟然深有四层大约26米,墙面坚实牢固,操作间简洁宽敞,办公设施保持时代原貌,庞大的各种设备静静地原样“守候”着,是否在等待我们的“唤醒”?。 

  张晓际说:“这些设备虽然淘汰了,但没有坏!这个地下工程设计可以保证工作一周不出去。” 

  环视这个神秘宏大的地下工程,堪称一座授时历史博物馆,记者仿佛看到当年那人定胜天、战天斗地的感人场景,由衷感叹老一辈科学家们的爱国真情和奉献精神,因为常年在地下工作,他们许多人都患有风湿性关节炎。

  洛南昊平:为导航授时“保驾护航”  

  如今,高精度时间已经成为一个国家科技、经济、军事和社会生活中至关重要的参量,广泛应用于导航、电力、通信、航空、国防等领域。因此,国家授时中心正在建设“高精度地基授时系统”,这在提高国家授时系统的安全性、授时精度和可靠性,对国家安全、科学研究和基础产业具有重要意义。项目已列入国家重大科技基础设施“十三五”规划的10个优先建设项目之一。 

  14日下午15时许,采访团沿着曲曲弯弯的秦岭山路,来到商洛市洛南县保安镇的“北斗村”,即国家授时中心昊平观测站。 

  年轻的科研骨干饶永南副研究员,向记者介绍了昊平观测站的建设和运行情况。他说,国家授时中心为了在陕西建设北斗卫星观测站,寻找了100多个点,优选了5个,最后定在洛南昊平村。2013年开始建设40米天线,2015年10月建成并测试成功、交付使用。观测站的主要使命就是服务北斗卫星导航系统及观测脉冲星等,为高精度时间保驾护航。

  每天,这里有3个年轻人日夜守候,时时观测并报告观测结果。饶永南感慨地说:“百万分之一秒的时间测量误差,就会导致定位误差300米。卫星导航系统虽然是一种导航定位系统,但导航定位的基本原理却是时间测量。”  

  昊平观测站站长方福胜说,长短波授时系统所建立的时间基准,是北京时间的源头,也是北斗卫星导航系统的时间溯源系统,它广泛应用于基础研究和工程技术领域,成为国家的一个战略资源。比如,5G通讯就需要高精度时间,没有时间同步就无法实现高速高带宽通讯,5G基站有着非常高的时间同步要求,精度要达到十几个纳秒。 

  为了见证中国时刻,不知有多少科学家将他们的青春甚至一生都奉献给了“北京时间”,“高精度地基授时系统”建成后,必将成为国家授时中心的一张新名片。

 

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