技术指导

  岁聿云暮，一元复始，星霜荏苒，居诸不息。古往今来，关于“时间”的描写不可枚举，有了“时间”，我们才能够绘出生命进化的轨迹，写下四季交替的轮回，记录岁岁年年的期盼。近日，在西安高新区丝路科学城内，高精度地基授时系统项目正在争分夺秒地抢工期，保进度，为实现项目尽快建成使用全力冲刺。

  卫星导航系统中，百万分之一秒的时间测量误差，就会导致300米的测距偏差。量子信息、地球科学、射电天文、高能天体物理、空间天气等多学科重大研究，都需要高精度时间频率信号的支撑。那么，如何精确测量“时间”？高精度地基授时系统将给出它的答案。

  2023年初，西安获批建设综合性科学中心和科学技术创新中心，成为全国第四个获批建设“双中心”的城市，标志着西安科学技术创新迈向高水平质量的发展新阶段。承载着建设“双中心”核心承载区的任务，今年以来，西安高新区丝路科学城加快高新技术企业未来的发展和布局，一批批尖端、前沿高新技术企业相继建设并投用。4月18日，西安高新区举行“双中心”核心区建设启动仪式，20个高能级创新平台项目签约落地西安科学园。西安科学园是“双中心”核心区的核心，堪称“主引擎”，中国科学院建设运营的高能级创新平台项目，作为西安科学园的核心力量，对我国前沿科技瓶颈和重大科学难题的突破以及西安“双中心”的建设具有重大意义。其中，高精度地基授时系统是西安科学园内首个大科学装置。

  高精度地基授时系统是国家“十三五”重大科学技术基础设施规划的十个项目之一，也是目前陕西省唯一在建的国家重大科学技术基础设施项目，旨在进一步提升我国授时系统的安全性、可靠性和授时精度。据了解，这一项目由中国科学院国家授时中心负责建设实施，该机构是我国唯一专门从事时间频率科学技术探讨研究的机构，承担着我国高精度标准时间的产生、保持和发播任务，人们最为熟悉的“北京时间”就是出自该机构。

  “我们将在中国科学院西安科学园建设高精度地基授时系统，构建我国天地一体化授时体系，项目建成后，将成为国际上顶级规模、功能最为完善、性能最先进的地基授时系统。”中国科学院国家授时中心张首刚说。

  为了“把‘时间’牢牢地抓在自己手里”，几代中国科研人员一起努力，从实现关键技术“零”的突破，到授时技术自主可控，除了高性能原子钟产品的“从无到有”和世界时的自主测量，国家授时中心14次在关键技术上实现了“从0到1”的突破。

  此外，高精度地基授时系统将通过光纤传递时间和频率信号，使得时间同步精度优于100皮秒，频率稳定度优于E-19量级，进而达到世界上最高的精度。“高精度地基授时系统就是要构建一个天地一体的授时体系，铺设的光纤网络总长超过2万公里，超过国际同类授时网络规模，性能达到国际领先水平。”张首刚说，将利用现有通信光纤资源，构建覆盖全国主要城市和重点用户的光纤时间频率传递骨干网。在全国布设约295个光纤时间和频率传递站点，在西部地区增补完善增强型罗兰授时系统，与现有长波授时系统结合，实现长波授时信号的全国土覆盖；通过差分技术，将重点区域授时精度从现在的1微秒提高到100纳秒。

  “高精度地基授时系统功能也是最完善的，不单单是作为一个授时系统发播标准时间和标准频率信号。”该项目建成后，将为我国电力、通信、金融、交通等关系国计民生的重要行业及基础科学研究、高技术研究等领域提供较为可靠的高精度授时保障；为物理常数精密测量、基础物理理论检验等科学研究工作提供开放共享的创新实验平台；也将使丝路科学城成为时空科技前沿研究中心，助力西安建设综合性国家科学中心。

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