杨玉婷,刘晨帆,蔺玉亭,李国俊

(北京卫星导航中心,北京 100094)

0 引言

时间频率广泛用于科学技术研究、国家经济和国防建设。 尤其是在卫星导航、通信互联网、深空探测、载人航天、金融、电力、目标探测和拦截、联合作战和精确打击等领域,离不开时间频率的支持。 在这些领域的广泛应用也促进了时间基准和守时系统的发展。 时间基准和守时系统是国家重大基础设施。 只有高精度的守时系统才能维持时间基准,提供可靠的时间频率服务。 本文首先概述了国内外时间基准保持与发播现状。 其次,利用国际计量局(international bureau of weights and measures,BIPM)公布的数据,结合经典的守时性能分析与评估的方法,对我国守时系统性能进行分析。

1 国内外守时系统发展现状

1971 年,由国际计量局建立和保持的协调世界时(coordinated universal time,UTC)被确定为法定的国际标准时间[1]。 经过50 多年的发展,全球80 多个守时实验室约450 台高精度原子钟利用基于全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)和卫星双向时间频率传递(two-way satellite time and frequency transfer,TWSTFT)技术参与国际原子时(international atomic time,TAI)的计算[2-6]。 为保证其频率速率溯源到秒定义,12 台秒定义的复现装置——时间频率基准钟也参与守时计算。 目前,TAI 频率准确度优于1×10-15,频率月稳定度达到3×10-16。 为了满足对UTC实时性要求更高的用户需求[2],BIPM 利用权重占74%的62 个守时实验室的300 多台高性能原子钟联合生成快速协调世界时(rapid coordinated universal time,UTCr)。 其性能与UTC 相当。 很多国家建有独立自主的标准时间频率服务体系,并研制了配套的时频应用设备。 各国对时间频率的精准性提出了越来越高的要求,对时间频率的发展推进也给予了大力支持。……