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“北京时间”的奥秘

时间: 2023-08-29 13:49:02 |   作者: 辅助设备系列

  又是一个从岁末到新年的跨越。在位于陕西的中国科学院国家授时中心,工作人员关注着屏幕上不断跳动的数字,分毫不差地把2021年首个北京时间的零点报时送到了千家万户。

  北京时间是中国国家标准时间,它产生于陕西并由位于陕西的国家授时中心发出。为了能把“时间”牢牢地抓在自己手里,几代中国科研人员一次次实现关键技术“零”的突破,达到授时技术自主可控,跻身世界先进行列。

  这是中科院国家授时中心守时实验室显示的北京时间(资料图)新华社记者刘潇 摄

  授时,通俗地讲就是把时间信号通过不同技术方法向使用者发送。1949年9月28日,采用东八区区时的北京时间通过中央人民广播电台前身北京新华广播电台第一次发播。在新中国成立后的很长一段时间里,中国科学院上海天文台租用一座短波电台授时,主要是根据的是各天文台联合测定与保持的天文时。

  进入20世纪60年代,中国科学院于1966年筹建国家授时中心的前身陕西天文台,向全国提供授时服务。当年首批23名前往陕西天文台报到的大学生之一、曾任陕西天文台台长的漆贯荣说,凭着“就算一块石头一块石头地搬,也要搬出一座天文台”的斗志,这座位于陕西蒲城县的天文台如期完工并于1971年试播,使我国具备了国土全覆盖的高精度陆基短波无线电连续授时能力。

  20世纪70年代末,陕西天文台通过国产原子钟建立起国际通行的原子时系统;80年代,长波授时台系统也在蒲城建成,精度比短波授时提高1000倍、达到微秒量级,并在1988年获得国家科学技术进步一等奖。

  1967年,第十三届国际计量大会决定把时间单位定义从天文时转变到原子时,对于时间系统有基础性作用的高性能原子钟,更成为各国争夺的战略资源。尽管中国拥有研制原子钟的能力,但对于高性能的铯原子钟却长期未能获得技术突破。

  2005年,现任国家授时中心主任的张首刚受命前往国家授时中心,在相关研究“零基础”的情况下开启了中国高性能原子钟的研究。

  “我们团队克服了材料和工艺等技术困难,经过15年的努力,在2020年陆续成功研制了两台具有自主知识产权的铯原子喷泉基准钟,使北京时间有了自主的校准能力。”张首刚说。

  此外,张首刚团队还研发出了打破国外垄断的新型小铯钟,目前年产量120台左右,扭转了守时钟依赖进口的局面。

  “高性能国产铯原子喷泉钟和光抽运小铯钟的成功研发,解决了我们守时的核心问题,实现了自主可控。”张首刚说。

  得益于自主研发的高性能原子钟,以及长期的技术积累,我国标准时间准确度和稳定度不断攀升。目前与国际标准时间偏差小于5纳秒的5个国家中就有中国,且远优于100纳秒的国际要求。

  北京时间采用的是“协调世界时”,即原子时和基于地球自转的世界时“协调”的结果。20世纪九十年代,考虑到国际合作等原因,和大多数国家一样,我国中止了世界时的测量。近年来,围绕新的应用需求,国家授时中心建立了基于数字天顶筒和甚长基线干涉技术等多手段融合的世界时测量系统,实现了世界时亚毫秒级自主测量。

  除了高性能原子钟产品的“从无到有”和世界时的自主测量,经过科研人员的不懈努力,截至目前国家授时中心已14次在关键技术上实现了“从0到1”的突破。

  如今,我国已形成了“原子钟-守时-授时-用时”完整的时间频率学科链,以及以“时间-信号-轨道”为特色的卫星导航系统研发技术优势。北斗导航系统的开通,为我国在未来构建立体交叉授时系统添加了关键的一块拼图。

  张首刚表示,高精度授时正在成为慢慢的变多行业领域的急需,未来立体交叉授时系统将主要由基于太空的卫星授时、空间站授时和基于地面的长波无线电授时、光纤有线授时等组成,可以把长距离、跨区域重大设施之间的时间同步精度提高三到四个数量级。

  作为我国立体交叉授时系统的另一个重要组成部分,“十三五”国家重大科学技术基础设施项目“高精度地基授时系统”已于2020年在西安启动建设,五年内实现运行服务,将支撑我们国家的经济社会的长远发展。

  “我国70多年授时工作是中国科学技术事业持续不断的发展进步的缩影。没有综合国力的强大,就不会有北京时间的今天。”国家授时中心党委书记窦忠说,在“十四五”和未来征程上,坚持创新与科技自立自强永远在路上。

  近年来,江苏省海安高新区社区教育中心为丰富社区退休人员的业余文化生活,坚持从老年人的特点出发,以欣赏—模拟—学创的舞蹈课教学模式,积极探索应对老龄化的舞蹈教学,受到了退休人员的喜爱。

  2023年8月21日,重庆市梁平区屏锦镇万年社区,错落有致的村庄、金色的稻田、蜿蜒的乡村道路相映成景,勾勒出一幅乡村美丽画卷。

  光明网联合中国图片社精选中国图片大赛历届获奖作品,以“乡村振兴、共同富裕”为主题,展现乡村振兴新图景。用图片讲好中国故事,以影像传播中国声音。

  甘肃省张掖市肃南裕固族自治县康乐镇、大河乡、白银蒙古族乡境内的外星谷星际主题地质公园,是联合国教科文组织张掖世界地质公园的重要组成部分。公园总占地面积17.34平方公里,包括游客服务中心及火星谷、水星谷、木星谷、大炼钢铁遗址四大景区

  2023年8月17日,数十只热气球飞舞在甘肃省张掖七彩丹霞景区上空,为游客上演了一场热气球与彩虹山的唯美邂逅。

  世界自然遗产、世界地质公园、国家5A级旅游景区——三清山位于江西省上饶市东北部,景区内千峰竞秀、万壑奔流、古树茂盛、珍禽栖息,终年云缠雾绕,充满仙风神韵,自古以来便有“天下第一仙山”的美誉。

  合肥市长江路第二小学栢景湾校区8名少先队员来到某干休所看望抗美援朝老兵郑尊礼,通过聆听战斗故事、参观荣誉史馆等活动,教育引导青少年珍惜现在来之不易的幸福生活,激发青少年爱党爱国的热情,争当新时代的好少年。

  2023年7月30日,湖北宜昌雨过天晴,三峡大坝附近云雾缭绕宛如画卷,美不胜收。

  2023年7月27日,江西省瑞昌市武蛟乡,俯瞰蓝天白云下的瑞昌虹源光伏发电站达尔湖场区,排列整齐的太阳能光伏板与周边景致相映成景

  郁金香花以其特有的徇烂多彩,娇艳妩媚地高雅身姿吸引着无数人的目光,其花也像牵牛花一样,白天舒展开美丽的花瓣,迎风起舞,将最美的身姿展现在人们面前,到了夜晚又好像害羞的姑娘逐渐收拢起多彩的花衣,以待朝阳升起时再一次绽放。

  2023年7月18日,在安徽省淮北市经济开发区实验学校的足球场上,来自乡村小学的小球员们正在进行足球训练。

  天津首个数据知识产权交易、一体化综合服务平台上线日,天津首个数据知识产权交易平台、数据知识产权一体化综合服务平台上线仪式在科创中国知识产权服务中心举行。

  2023年7月17日,山东荣成寻山海洋牧场,养殖工人驾驶船只在云海之间收获江篱,构成耕海牧渔的美景画卷。

  2023年7月12日,甘肃敦煌雨过天晴,游客在敦煌鸣沙山月牙泉景区观光游览

  每当幕色降临,晚霞就像一杯泼洒在天空的葡萄酒,把整个黄昏浸在微微的醉意里,光的色彩把原本白色的云染成了血红和金黄色。

  2023年7月9日,在广西桂林市临桂区四塘镇界牌村,农民正抢抓农时进行晚稻插秧。宛如镜面的稻田与错落有致的民居,构成了一幅美丽的夏日田园画卷。

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