第32顆北斗導航衛星發射,它的授時系統完全不輸GPS


第32顆北斗導航衛星發射,它的授時系統完全不輸GPS



北京時間7月10日04時58分,我國在西昌衛星發射中心用長征三號甲運載火箭,成功發射北斗導航衛星系統第32顆 。 該北斗衛星作為北斗二號衛星的“替補”星,屬傾斜地球同步軌道衛星,衛星入軌并完成在軌測試后,將接入北斗衛星導航系統 。 北斗衛星導航系統除了導航定位服務,還有一個重要的功能就是,授時 。
說到授時,好多人都表示不知道這玩意是干啥的,都覺得離自己生活很遠,其實在現在社會沒有什么比時間更重要了 。 授時網絡建設是每個國家的重中之重,特別是像中國這種地域遼闊的國家,時間統一具有非常重要的意義 。
看過肖恩.康納利的《偷天陷阱》么,兩個大盜就是利用兩地時間不統一來竊取巨款的,所以啊,時間真的就是金錢啊,各個國家都不惜重金打造自己的時間統一網絡 。
我們國家在西安設有中國科學院國家授時中心,北京時間通過各種授時手段發出,主要使用的有:互聯網授時,短波授時(BPM),長波授時(BPL),還有就是咱們的北斗衛星導航系統授時 。

中國科學院國家授時中心(圖片來源:中科院授時中心官網)
互聯網授時,能夠達到一秒以上的精度,平時看的智能手機上時間就是這么來的,獲取方便,但是精度太低,只能滿足日常使用;短波授時,能夠達到1ms精度,精度算是一般吧,還需要使用短波接收設備,配短波電臺和接收天線;長波授時,能達到1us精度,精度較高了,但是這玩意天線太大,功率太高,主要是船上用的,或者,你得專門給它修個房子……
相比于比這些手段,使用北斗衛星授時效果如何呢:首先看精度,北斗授時設備能夠達到10ns以上的精度,在常用的無線授時手段里算是很高的了,可以直接應用到各種精密操作場景;同時,由于接收機天線長度與波長成正比,短波波長10-100m,長波波長1000m以上,北斗導航衛星信號波長在0.2m左右,所以它的接收天線才能做到厘米級的尺寸,放進你的手機里 。 一般授時用蘑菇頭天線加上防雨天線罩直徑也就10cm左右 。

圖片來源:www.frbiz.com
因此北斗接收機在體積、功耗上都遠小于短波設備和長波設備,兼具高精度和小體積,易安裝的特點,在花費上價格也要遠低于長波授時設備,但精度卻高了兩個數量級 。
這就好像智能手機與大哥大比,比你輕,比你好用,還比你便宜 。 可以說衛星授時的出現給各個需要精密時間的領域都帶來了質的飛躍,讓我們終于有了小型化、高精度、易安裝而又廉價的時間源 。
現在北斗授時已經服務于金融、電力、大型工程等領域,金融能理解了吧,電力是怎么回事,這還不簡單,少收北京城一毫秒的電費是多少錢???
開個玩笑,這并不是主要作用,重點是安全、安全、安全,重要的事情說三遍,電力網絡是個龐大而復雜的系統,里邊有各種需要做動作的繼電保護裝置、自動化裝置、安全穩定控制系統、能量管理系統(EMS)和生產信息管理系統等,如果沒有統一的時間基準,一旦動作不同步,很容易發生電網事故,事實上各國也都有過,加上中國的電網跨地域,覆蓋廣,系統更加龐大,精確授時就顯得尤為重要了 。
在用上北斗之前,我國的電力授時是完全依賴美國GPS、俄羅斯GLONASS衛星導航系統的,導致其存在巨大的安全隱患,嚴重影響電力系統的安全穩定運行 。 現在有了北斗授時,結束了我國電力運行時間完全依賴美國GPS全球定位系統的歷史,使得以往缺乏安全保障的“美國授時”變為“中國授時” 。 像我們生產的電力授時產品,能夠達到ns級別的授時精度,完全不輸GPS的 。

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