时间同步与时钟同步的技术发展

时间同步就是将不同地方的时钟对准，以其中一个时间作为标准时间，将另一个时钟调整成标准时间，从而达到时钟同步。时钟同步的关键技术是将标准时间传送到待校正的目的时钟，时钟传递技术历史悠久，在近代发展突飞猛进。

1、时间是什么？

时间是物质存在的基本形式，通过某种运动的物质为参考物，将其运动过程作为计量时间，把其他物质的运动过程与参考物比较，从而判别和排列事件发生的先后顺序和运动快慢程度，从而对它们进行观察、分析和研究。时间的计量通常包含两种不同的含义：时刻和时长。时长即为时间间隔，表示物质运行过程中的不同状态之间的时间历程。时刻是指物质在某一运动过程中的瞬间状态与时间原点坐标的时间间隔。

2、时间计量

客观物质世界的运动和发展过程差别较大：天体的年龄上百亿年，而人类文明史仅仅几千年，一些基本粒子寿命还不足1纳秒。如此广泛的区间，使用**的物质运动过程来计量时间是不可行的，必须根据实际问题，采用不同的时间计量方法。

地球自转运动成为人类第一个计量时间的标准，单位是平太阳日，即为日常生活中的天，一天有86400秒。世界时不仅是一种时间计量系统，同时也是对地球自转的直接描述，通过天文观测测定，也叫天文测时。受到晴天夜的影响，天文测时需要精密的天文时计将天文测时记录下来。天文台通过无线电讯等传播方法，将该时刻发送出去，为用户服务，从而进行授时工作。

随着科技的不断发展，时间计量单位秒也在改进中，近二十年来主要发生了二次改革。第一次为历书时的诞生，由于地球自转不均匀，在二十世纪将世界时进行了调整。根据1958年国际天文学联合会的决议，1960年使用历书时替代世界时。历书时与世界时不同，历书时以地球公转为基础，历书时起始于1900年1月0日12时。历书时通过月球测定，一般只有0.1秒的精度，该精度过低无法满足高科技领域的工作需要。第二次为原子时代替历书时，起始于1958年1月1日0时。

虽然时间计量单位进行了二次重大的改革，但世界时在日常生活中仍然被广泛使用。为了将原子时和世界时进行协调，国际上规定了以协调世界时为标准时间和频率。协调世界时和原子时在单位记录上是相等的，两者在时刻上也十分相近，其差值为在一秒以内。为了保持该差值，可能需要对协调世界时进行相应的调整。

3、时间同步发展

随着科技的不断发展，尤其在数字通信、远距离无线电导航工作领域，人们对时间的精度要求越来越高，时钟同步技术和授时技术也不断发展。时间频率的无线电讯号波段十分广泛，从高频、低频最终演变成无线电频谱；传递讯号的手段也不断发展，由最早的授时台不断演化出了电视台、导航卫星、直播电视卫星、通讯卫星以及微博中继通讯站，甚至讯号方式也在不断的变化，从单一的秒脉冲方式到后来的多脉冲以及中间编码等。时钟同步的精度也随着这些科技的不断进步不断的提高，由最初秒级别提高到纳秒级乃至皮秒级。

4、时间同步与时钟同步相关技术的发展

时间同步就是将不同地方的时钟对准，以其中一个时间作为标准时间，将另一个时钟调整成标准时间，从而达到时钟同步。

时钟同步的关键技术是将标准时间传送到待校正的目的时钟，时钟传递技术历史悠久，在近代发展突飞猛进。在发明无线电之前，直接釆用搬钟法，曾经近百台时钟搬运到巴黎，与巴黎本地时钟进行比对。20世纪初期，人们开始使用无线电波广播时间信号。中国于1926年在上海开始使用无线电广播信号，在1981年7月份过后，中国开始使用由陕西天文台广播的短波无线信号为人民提供标准时间和标准频率信号。由于使用短波需要经过大气层，然后经反射时间信号才能传递给目的用户，其时间精度仅为毫秒级。为了获取更高的精度，改用了频率相位较稳定的低频电频信号，精度可达到微秒级。

1970年后，以甚低频作载波的奥米加导航系统幵始使用，其使用范围覆盖世界各个角落，尤其是在西太平洋、北大西洋和北美地区。该系统不仅仅可以播报时间，而且可以进行相关导航任务，授时精度为百纳秒级。全世界除了奥米加导航系统外，还有20个由10个国家组建的甚低频发播台。其中包括由14条台链、44个发播台站组成的美国罗兰C长波导航系统，发射频率100KHZ，其精度比甚低频导航系统更高，授时精度为1ps，地波覆盖范围广，而且价格低廉、地面结果相对简单，精度也足够高，因此一直受大众的欢迎，成为了国家时间基准和频率基准比对的主要手段。

5、我国长波授时发展

陕西天文台于1979年开始试播长波时号，发射频率和信号格式等与罗兰C导航系统相同。世纪年代后期到年代，许多国家都试验了用电视信号传递时间的方法，其精度可达微秒级。目前这一方法己得到了许多国家采用。我国于1974年由北京天文台开始进行无源电视授时方法的试验，已达到国际水平。

6、无线电时钟同步

随着技术的不断发展，各种频率和波段的无线电波的各项指标，如覆盖范围、传输精度、传输方法已经发展到了瓶颈，难以进一步提高。空间技术的不断发展，打破了传统无线电波授时的瓶颈，人造卫星解决了传统授时的许多困难，覆盖范围大，传输过程中经过的电离层和对流层相对整个传输过程距离很短，因此可以精确估算出卫星授时的传播时延，从而进一步提高授时的精度。

在1962年，英国和美国之间首次利用了低轨道的通信卫星完成了两个不同国家时间比对，最终卫星链比对精度为1ps，卫星链包括了地球站的守时实验室的通信链，其精度约为20ps。随着科技的发展，通信、导航、空间跟踪、地球物理、大地测量、射电天文等领域对时间的精密越来越高，使用高精度的用户不断增加，运用卫星系统进行时间频率传递的技术越来越受人们的重视。目前的子午仪卫星系统的传递时间与世界协调时保持在10ps范围内。

美国国家标准技术局的广播服务卫星系统由GPS、GLONASS，GOES组成，可以连续的为人们提供标准时间，该系统有两颗分别位于赤道上空的同步卫星GOES,范围覆盖了西半球大部分地球和美国全境，卫星播发时间信息，时间信息包含了完整的年时间、DUT1和卫星当前位置，通过接收机可以获取实时精度为100片ps精确时间。1976年，美国利用ATS1应用技术卫星进行双向比对试验，精度为1ns。后来，美国在1988年使用了民用通信卫星进行双向比对试验，精度高达100ps。在1979年，中国的交响乐通信卫星等上历书舞台，被用来首次进行了时间对比试验，试验的目标分别为法国和德国。

7、时间同步和时钟同步器厂家

西安同步电子科技有限公司研发生产时间同步和时钟同步设备，成立于2012年，坐落于西安市高新区，是一家专注时间和时钟同步技术的技术型高科技企业，公司时间同步产品遍布全国，特别在研究所、电力行业等得到广泛应用。