正文 第71章 準確時間的傳遞(1 / 1)

我們已經能夠通過天文觀測獲得準確的時間了,並把它保存在原子鍾裏。但這還不夠,還必須能夠把準確的時間盡可能在保持原有精度的情況下送給用戶。

時間服務係統的工作人員服務態度是相當好的,他們總是想方設法把時間信號準確地傳送到各個用戶。這一過程叫作準確時間的傳遞,或者稱為“授時”、“報時”。而用戶對於天文台來說就是“對時”或“時間同步”。

聲音報時

從古到今,傳遞時間信號的方法多種多樣。起初,時間信號的傳遞總是用機械的、聲的和光的方法來完成。例如,古代曾用擊鼓和鳴炮來報時;有的鍾在整點時就打點,是幾點便敲幾下,人們一聽就知道是幾點鍾了。現在北京火車站的鍾,在整點時奏出優美動聽的東方紅樂曲,這也是用聲音報時延用到現在的一個例子。

落球報時

落球--另一種報時的方法。1884年,徐家彙天文台在上海外灘建立了一個落球報時訊號站,停泊在水中的船隻,很注意訊號站的一個特製的竿子。每到中午12點,這個竿子上的球就落下來了,表示當時的時間是中午12點。這就是所謂“落球報時”。這個訊號站在晚上還用燈光報時,停泊的船隻看見燈光的閃爍,就知道已經是晚上9點鍾了。

這些機械的、聲音的和光的報時方法,精度都比較低;最高的報時精度是01秒。所以它們隻能應用於一些精度要求不高的場合,而且使用麵也很小,不超過人的聽覺和視覺範圍。

飛機對時

還有一種方法是用飛機將時間頻率標準帶到需要的地方去。比如,將校對好的原子鍾裝上飛機,飛到需要校準時間的地方的上空,用無線電通知用戶並進行對時。這種方法通常叫“搬運鍾”法,或稱“飛機過頂”。

其實飛機過頂對時和我們平時對表差不多,隻不過是對時精度很高,可達±1×10-6秒以上。這是微秒級時間同步的主要方法之一,這種方法所用的儀器少,精度較高,對時所用的時間也短。但比較麻煩,需要長途的飛機運輸。

遠距離定位法

比較方便的方法是采用“羅蘭-C係統”授時。羅蘭-C是一個翻譯名詞,它的原意是“遠距離定位”。羅蘭-C係統本來是“遠程精密導航係統”,為飛機、船舶、艦艇提供精確的導航,在超過1800千米的距離上,羅蘭-C係統能為用戶提供50米左右的定位精度。羅蘭-C係統本身就使用原子鍾,隻要將羅蘭-C主台的銫鍾與天文台的原子鍾同步在協調世界時上,各副台再與主台同步,即可用羅蘭-C係統授時。因為這一係統不需要增加什麼設備就能授時,所以這種授時辦法比較經濟。目前,羅蘭-C係統能對協調世界時UTC保持±15微秒的時間同步。

利用廣播係統進行時間傳遞,即經濟又實惠,用戶相當廣泛。廣播電台每逢整點時,都以特定的音響來報告時間,正像本書開頭所描述的那樣。這實際上也是一種高頻授時。解調以後的信號用聲音發出,我們聽到以後,用手撥動表針對時。由於這種對時沒有用特製的儀器,隻靠聽覺和手的動作,所以精度較低,隻能精確到01秒。但這對我們的日常生活和工作來說是足夠的了,因此,這種對時仍起著重要的作用。

電視報時

隨著電視的普及和電視技術的發展,人們開始利用電視係統授時。1962年,捷克境內沿電視微波傳輸線傳播時間信號,回路長800千米,秒脈衝的時間變化不超過1微秒。電視同步方法向樣經濟實惠,不用另建一套發射、接收係統就能對時。對時精度也比較高,在視線範圍內約為50毫微秒,在視線範圍外約為05微秒。當然,由於電視微波傳輸線的線路不同,各種因素對傳播時間的延誤不同,均需通過實驗來校正。

人造衛星報時

現在可以成功地發射人造地球衛星了,使衛星按著地球自轉的速度運行,這就是“同步衛星”。同步衛星正在幫助人們做越來越多的工作:在全球範圍內傳送廣播、電視、電話、電報,進行無線電傳真、數字通訊……我們坐在家裏就能聽到或看到世界各地所發生的重要事情。利用衛星也可以實現時間同步。第一次衛星對時實驗是在1962年8月進行的,通過衛星,把美國華盛頓的原子鍾與英國格林威治天文台的原子鍾校準到1微秒左右。利用衛星還可以實現全球時間同步,隻要等距離地發射3個同步衛星,就可以覆蓋整個地球表麵了。在地麵上設置必要的接收設備--“衛星地麵站”,就可以實現全球的時間同步。

為了得到人們所需要的準確時間,要經過複雜的測時、守時、授時等步驟。世界各國對這一工作都很重視,在國際上設有專門的機構--國際時間局,在各國也都有天文台和各級計量局來從事這一工作。