如果衛(wèi)星授時(shí)系統(tǒng)錯(cuò)一秒會怎樣？

      說起衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，人們總會首先想到它的導(dǎo)航定位功能，其實(shí)，授時(shí)也是其重要基礎(chǔ)功能之一。如果說，導(dǎo)航出現(xiàn)偏差可能給你指錯(cuò)路，那么授時(shí)系統(tǒng)如果出現(xiàn)誤差，哪怕只是錯(cuò)一秒，后果可能超乎想象。
       “所謂授時(shí)，解決的是時(shí)間同步的問題?！敝袊茖W(xué)院國家授時(shí)中心副主任盧曉春向記者介紹，“國家授時(shí)中心先要守住標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，讓它保持連續(xù)、穩(wěn)定，然后播發(fā)給各行各業(yè)，讓他們來應(yīng)用?！?/span>

       這要先從時(shí)間系統(tǒng)說起。
       時(shí)間系統(tǒng)也稱為時(shí)間頻率基準(zhǔn)，它規(guī)定了時(shí)間測量的參考標(biāo)準(zhǔn)，包括時(shí)刻的參考標(biāo)準(zhǔn)和時(shí)間間隔的尺度標(biāo)準(zhǔn)。
       常見的時(shí)間系統(tǒng)，包括以地球自轉(zhuǎn)周期為基準(zhǔn)的世界時(shí)（Universal Time，UT）、以地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期為基準(zhǔn)的歷書時(shí)（Ephemeris Time，ET）、以銫原子內(nèi)部電磁振蕩頻率為基準(zhǔn)的原子時(shí)（Atomic time，AT）等。
       目前國際通用的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間叫做協(xié)調(diào)世界時(shí)（Universal Time Coordinated，UTC），它是以原子時(shí)的秒長為基礎(chǔ)，與世界時(shí)的時(shí)刻相結(jié)合。當(dāng)兩者之差逐年積累，達(dá)到0.9秒時(shí)，就通過正負(fù)1閏秒的方式彌補(bǔ)誤差，同時(shí)保持時(shí)間尺度的均勻。

       我國最早的授時(shí)應(yīng)用，是出于航天事業(yè)發(fā)展的需要。
       盧曉春說，為滿足東方紅一號衛(wèi)星發(fā)射需要，我國專門建立了時(shí)間發(fā)播臺，以對發(fā)射場、測控站、測控船的時(shí)間進(jìn)行同步。她介紹，火箭起飛后，發(fā)射場、各測控站以及測量船，將對它進(jìn)行連續(xù)測控。所有的測控天線，都是根據(jù)火箭的飛行軌跡和速度，預(yù)測它將出現(xiàn)的方位和時(shí)間，準(zhǔn)備“接力”。就像4x100米接力運(yùn)動(dòng)員如果配合失誤容易掉棒一樣，各測控站如果時(shí)間不同步，也可能跟丟目標(biāo)。對于每秒能飛行幾公里的火箭來說，差一秒可能就會跟不上它的信號。
       如今的航天活動(dòng)，更需要時(shí)間的精準(zhǔn)同步。例如飛船與目標(biāo)飛行器交會對接時(shí)，雙方的對接機(jī)構(gòu)必須精確對準(zhǔn)，嚴(yán)絲合縫，這就需要地面多個(gè)測控站對2個(gè)飛行器的姿態(tài)同步觀測，實(shí)時(shí)發(fā)出測控指令。稍有差錯(cuò)，“太空之吻”就會變成“車禍現(xiàn)場”。
       在戰(zhàn)場上，統(tǒng)一時(shí)間對于作戰(zhàn)部署極為重要。尤其是現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，精準(zhǔn)的時(shí)間系統(tǒng)已成為網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)的關(guān)鍵，一旦時(shí)間被打亂，整個(gè)指揮系統(tǒng)、武器系統(tǒng)將面臨癱瘓。精度達(dá)到幾十納秒量級的原子鐘，對時(shí)間頻率的同步將發(fā)揮重要作用。
       衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)出現(xiàn)后，作為強(qiáng)大的授時(shí)工具，將授時(shí)應(yīng)用推向了各行各業(yè)。盧曉春說，在生活中感覺微不足道的一秒鐘，在許多行業(yè)里影響巨大。
       例如在通訊領(lǐng)域，通訊基站對時(shí)間同步有很高要求，一秒的誤差足以使通訊中斷。尤其在即將來臨的5G時(shí)代，這一要求將更加嚴(yán)格。
       在金融領(lǐng)域，時(shí)刻有大量交易在進(jìn)行，系統(tǒng)時(shí)間跳一秒，許多單子就無法成交。在瞬息萬變的股市，這可能給你的賬戶帶來令人欣（bei）喜（shang）的變化。
       在電力行業(yè)，并網(wǎng)發(fā)電的基本要求除了電壓相等、頻率穩(wěn)定，相位相同也是重要的一環(huán)。這需要精確的時(shí)間同步，如果稍有偏差，在零線上會產(chǎn)生電流，浪費(fèi)電能。
       鑒于時(shí)間系統(tǒng)的重要性，許多專家也發(fā)出了給國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間立法的呼吁。
       盧曉春說，我國大部分地區(qū)使用的北京時(shí)間，是“UTC+8”，但從法律角度來說，北京時(shí)間并不是我國的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。而俄羅斯、美國、英國等，均對國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間有明確的法律定義。    
       這有什么意義？這么說吧。目前國內(nèi)許多行業(yè)用的是GPS時(shí)間，即由GPS系統(tǒng)星載原子鐘和地面監(jiān)控站原子鐘組成的一種原子時(shí)基準(zhǔn)。其主動(dòng)權(quán)掌握在美國人手里。近年，美國空軍提出“授時(shí)戰(zhàn)”概念，讓人不得不有所警惕。
       如今，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的單向授時(shí)精度已達(dá)幾十納秒量級，如果我國建立國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，通過北斗授時(shí)，那就掌握了主動(dòng)權(quán)。

       （來源：科技日報(bào)）