什么是时间同步(2)

文章主题:天文历法  文章来源:文化杂谈  发布时间:2018-04-03 17:44:46

搬钟是一种古老的对钟手段。1843年,俄国天文学家斯特鲁维组织了一次大规模的搬运钟试验,实测了俄国普尔科沃到德国亚尔多那(汉堡附近)和英国格林尼治间的经度差。当时搬运的是81个机械结构的天文钟,搬运工具是马车和轮船,前后历时两年,搬钟的精度为±40毫秒(1毫秒为千分之一秒)。现在搬钟使用的都是原子钟,运载工具近距离用汽车、火车,远距离用飞机。飞机搬运钟进行时间同步的精度已达微秒(1微秒为百万分之一秒),甚至毫微秒(1毫微秒为十亿分之一秒)量级。1967年,美国海军天文台在18个国家56个实验室、天文台、授时台之间进行了为时41天的大规模飞机搬运钟试验,行程十万多千米,时间同步精度为几个微秒。从那时起,搬运钟已成为远距离、高精度时间同步、频率校准普遍使用的手段。美国海军天文台每年都要在全世界进行几十次搬钟。1978年秋,我国陕西天文台成功地组织了一次大规模的飞机搬运铷原子钟试验,遍及陕西、宁夏、山西、甘肃、湖北、四川、贵州等省(自治区),行程二万四千多千米,时间同步的精度达±0.1微秒。

利用搬运钟进行时间同步的精度高,可信度大,因此,精密大地测量、导航定位、空间技术、地球板块运动的精确测量、高比特数字通讯、相对论效应的验证以及检验长波、短波、微波、电视、卫星、长基线等时间同步手段都用得上搬运钟同步技术。随着搬运钟性能的改善,运载工具、比对手段和环境监测手段的改进,以及选择最佳实验程序和数据分析处理方法,搬运钟同步的精度还有望得到提高。

搬运钟同步技术有许多优越之处,但它也有不足之处,比如它只能在点与点之间进行,覆盖面积小,因此必须与长波、电视、卫星等其他时间同步手段配合起来,才能有效地在大范围内实现高精度的时间同步。

天上有些星星能发出很强的无线电波,被称为射电星,用射电望远镜可以收到它们的无线电波。射电星发出的无线电波本身不是标准时间信号,但有些射电星的位置已经被测得很准,如果地球上两个地方的位置也测量得很准,又能同时收到射电星的信号,那就能利用这些信号进行对钟,能准确到十亿分之一秒,甚至百亿分之三秒,而且两个对钟的地方可相距几千千米。这种方法称为甚长基线对钟法,是最准确的一种对钟方法。

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