如果衛星授時系統錯一秒會怎樣？

科技日報記者 付毅飛

6月25日，我國成功發射第46顆北斗導航衛星。它將進一步增強北斗三號系統的整體技術指標。

說起衛星導航系統，人們總會首先想到它的導航定位功能，其實，授時也是其重要基礎功能之一。如果說，導航出現偏差可能給你指錯路，那麽授時系統如果出現誤差，哪怕只是錯一秒，後果可能超乎想象。

“所謂授時，解決的是時間同步的問題。”中國科學院國家授時中心副主任盧曉春向科技日報記者介紹，“國家授時中心先要守住標準時間，讓它保持連續、穩定，然後播發給各行各業，讓他們來應用。”

這要先從時間系統說起。

時間系統也稱為時間頻率基準，它規定了時間測量的參考標準，包括時刻的參考標準和時間間隔的尺度標準。

常見的時間系統，包括以地球自轉周期為基準的世界時（Universal Time，UT）、以地球繞太陽公轉周期為基準的歷書時（Ephemeris Time，ET）、以銫原子內部電磁振蕩頻率為基準的原子時（Atomic time，AT）等。

目前國際通用的標準時間叫做協調世界時（Universal Time Coordinated，UTC），它是以原子時的秒長為基礎，與世界時的時刻相結合。當兩者之差逐年積累，達到0.9秒時，就通過正負1閏秒的方式彌補誤差，同時保持時間尺度的均勻。

我國最早的授時應用，是出於航天事業發展的需要。

盧曉春說，為滿足東方紅一號衛星發射需要，我國專門建立了時間發播台，以對發射場、測控站、測控船的時間進行同步。她介紹，火箭起飛後，發射場、各測控站以及測量船，將對它進行連續測控。所有的測控天線，都是根據火箭的飛行軌跡和速度，預測它將出現的方位和時間，準備“接力”。就像4x100米接力運動員如果配合失誤容易掉棒一樣，各測控站如果時間不同步，也可能跟丟目標。對於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，更需要時間的精準同步。例如飛船與目標飛行器交會對接時，雙方的對接機構必須精確對準，嚴絲合縫，這就需要地面多個測控站對2個飛行器的姿態同步觀測，實時發出測控指令。稍有差錯，“太空之吻”就會變成“車禍現場”。

在戰場上，統一時間對於作戰部署極為重要。尤其是現代戰爭中，精準的時間系統已成為網絡作戰的關鍵，一旦時間被打亂，整個指揮系統、武器系統將面臨癱瘓。精度達到幾十納秒量級的原子鍾，對時間頻率的同步將發揮重要作用。

衛星導航系統出現後，作為強大的授時工具，將授時應用推向了各行各業。盧曉春說，在生活中感覺微不足道的一秒鐘，在許多行業裡影響巨大。

例如在通訊領域，通訊基地台對時間同步有很高要求，一秒的誤差足以使通訊中斷。尤其在即將來臨的5G時代，這一要求將更加嚴格。

在金融領域，時刻有大量交易在進行，系統時間跳一秒，許多單子就無法成交。在瞬息萬變的股市，這可能給你的账戶帶來令人欣（bei）喜（shang）的變化。

在電力行業，並網發電的基本要求除了電壓相等、頻率穩定，相位相同也是重要的一環。這需要精確的時間同步，如果稍有偏差，在零線上會產生電流，浪費電能。

鑒於時間系統的重要性，許多專家也發出了給國家標準時間立法的呼籲。

盧曉春說，我國大部分地區使用的台灣時間，是“UTC+8”，但從法律角度來說，台灣時間並不是我國的標準時間。而俄羅斯、美國、英國等，均對國家標準時間有明確的法律定義。

這有什麽意義？這麽說吧。目前國內許多行業用的是GPS時間，即由GPS系統星載原子鍾和地面監控站原子鍾組成的一種原子時基準。其主動權掌握在美國人手裡。近年，美國空軍提出“授時戰”概念，讓人不得不有所警惕。

如今，北斗導航系統的單向授時精度已達幾十納秒量級，如果我國建立國家標準時間，通過北斗授時，那就掌握了主動權。

來源：科技日報 文中圖片均由本文作者提供

編輯：朱麗

審核：王小龍