董紹武，屈俐俐，李煥信，劉春俠

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NTSC的守時工作進展

董紹武，屈俐俐，李煥信，劉春俠

（中國科學(xué)院國家授時中心，西安 710600）

概括介紹了中國科學(xué)院國家授時中心（簡稱NTSC）時間基準(zhǔn)系統(tǒng)的組成、功能和相關(guān)工作的最新進展情況。NTSC負(fù)責(zé)我國標(biāo)準(zhǔn)時間的產(chǎn)生、保持和發(fā)播。多年來，NTSC的守時系統(tǒng)以完美的表現(xiàn)滿足了國家大科學(xué)裝置—長、短波授時系統(tǒng)的發(fā)播控制任務(wù)的要求。2008年度，NTSC的守時工作取得突破性進展，實現(xiàn)的指標(biāo)綜合排名于全球?qū)嶒炇业?～3位，我國守時工作已經(jīng)躋身世界前列，NTSC已成為國際原子時合作單位中最重要的守時實驗室之一。

守時；原子時；時間比對

中國科學(xué)院國家授時中心（簡稱NTSC）的時間基準(zhǔn)系統(tǒng)建成于20世紀(jì)70年代。三十多年來，作為國家大科學(xué)裝置核心部分的守時系統(tǒng)一直連續(xù)、可靠運轉(zhuǎn)，為國家的國民經(jīng)濟建設(shè)做出了重大貢獻(xiàn)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，時間作為國家重要參數(shù)的地位日益顯著。同時，國家重大項目和基礎(chǔ)建設(shè)也對時間工作提出了越來越高的要求。經(jīng)過幾代守時人的努力，我國守時工作已經(jīng)躋身世界前列。

2008年度，國家授時中心的守時工作取得突破性進展，完成的各項指標(biāo)綜合排于全球守時實驗室的2～3位[1]，成為對國際原子時貢獻(xiàn)最大的實驗室之一。同時，“時間保持”產(chǎn)品通過質(zhì)量體系認(rèn)證，使我們的守時工作向著先進性和規(guī)范化前進了一大步。當(dāng)前，NTSC時間基準(zhǔn)系統(tǒng)由20多臺高性能守時原子鐘、先進的測量比對設(shè)備和多手段的高精度遠(yuǎn)距離時間比對系統(tǒng)（包括GNSS共視和衛(wèi)星雙向時間頻率傳遞）組成，同時建立了完善的質(zhì)量控制體系，NTSC已成為全球最重要的守時實驗室之一。

1 時間基準(zhǔn)系統(tǒng)組成和功能

目前，NTSC的守時鐘組由19臺Agilent 5071A高性能銫原子鐘、2臺Sigma-tau氫鐘和2臺上海天文臺研制的氫鐘組成；內(nèi)部測量比對系統(tǒng)采用高精度的時間間隔計數(shù)器和相位比對設(shè)備；國際時間比對鏈接使用衛(wèi)星雙向時間頻率傳遞系統(tǒng)（TWSTFT）和GNSS共視時間比對。新一代守時系統(tǒng)在系統(tǒng)組成、運行管理上更加先進，守時技術(shù)指標(biāo)取得突破性進展。

當(dāng)前，NTSC守時系統(tǒng)在完成國家大科學(xué)裝置—長、短波授時發(fā)播控制任務(wù)的同時，還為國內(nèi)其他重要授時服務(wù)系統(tǒng)（包括“北斗”一號衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，中國區(qū)域?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)CAPS，上海海岸電臺，NTSC網(wǎng)絡(luò)和電話時間服務(wù)系統(tǒng)等）提供實時物理信號。

2 守時技術(shù)指標(biāo)

根據(jù)國際權(quán)度局（BIPM）2008年度年報，截至2008年12月，全球共有68個守時實驗室保持協(xié)調(diào)世界時（），55個實驗室為國際原子時的歸算貢獻(xiàn)原子鐘數(shù)據(jù)，15個守時實驗室保持獨立原子時尺度（），其中包括國家授時中心保持的地方原子時（NTSC）和綜合原子時（JATC）；同時國家授時中心也是國內(nèi)唯一保持獨立原子時的單位。

2008年度（NTSC）與國際標(biāo)準(zhǔn)時間—協(xié)調(diào)世界時之差全年控制在±25 ns以內(nèi)，即|-（NTSC）| <25 ns，優(yōu)于國際電聯(lián)ITU要求的各守時實驗室所保持的協(xié)調(diào)世界時（）與國際協(xié)調(diào)時的差小于100 ns的要求[1]。2008年度國際上主要守時實驗室的-（）見圖1，（NTSC）的保持處于國際先進水平的行列[2]。

圖1 2008年度國際上主要守時實驗室的UTC（k）保持情況

2008年度，獨立原子時（NTSC）的穩(wěn)定度：5 d為4.7×10-15，10 d為2.6×10-15，30 d為1.1×10-15，60 d為7×10-16，100 d為9.5×10-16，中、長期穩(wěn)定度指標(biāo)綜合評定首次超過美國海軍天文臺（USNO），排在全球?qū)嶒炇业?～3位，達(dá)到歷史最好水平。

3 全球原子鐘對TAI的貢獻(xiàn)

圖2為2008年度全球時間實驗室原子鐘對國際原子時計算的貢獻(xiàn)。在對國際原子時計算貢獻(xiàn)最大的4個實驗室中，美國海軍天文臺（USNO）有守時鐘79臺，法國綜合原子時（F）32臺，日本通信技術(shù)研究院（NICT）27臺，中國國家授時中心（NTSC）22臺。國家授時中心（NTSC）貢獻(xiàn)了約10%的權(quán)重，成為全球最重要的守時實驗室之一。

圖2 全球守時實驗室對TAI計算的貢獻(xiàn)

4 國際時間比對工作進展

國際權(quán)度局BIPM在2009年5月的T公報上（CIRCULAR T 257）正式刊登了國家授時中心的衛(wèi)星雙向時間頻率傳遞系統(tǒng)（TWSTFT）結(jié)果，（NTSC）與歐洲實現(xiàn)直連，GNSS共視作為備份，（NTSC）與國際標(biāo)準(zhǔn)時間比對的A類不確定度由1.5 ns改進到0.5 ns[3]。

衛(wèi)星雙向時間頻率傳遞是用通信衛(wèi)星進行雙向時間、頻率信號傳遞的技術(shù)，是目前國際上精確度最高的時間頻率傳遞方法，目前精度可達(dá)0.3～0.5 ns，準(zhǔn)確度1 ns。國際權(quán)度局（BIPM）為改善全球范圍內(nèi)的時間同步，于90年代后期推薦并組織實施了“全球雙向衛(wèi)星時間頻率傳遞（TWSTFT）”計劃。從1999年4月開始BIPM開始常規(guī)發(fā)表TWSTFT的月報。

國家授時中心和日本國家信息與通信技術(shù)研究所（NICT）于1998年10月開通了兩地間的TWSTFT比對鏈路；為了保持我國在時間頻率傳遞領(lǐng)域與國際先進水平接軌，發(fā)揮NTSC在國際原子時和全球TWSTFT中的作用，NTSC在加入亞太地區(qū)TWSTFT比對鏈的同時，也在積極開展與歐洲的TWSTFT鏈接。經(jīng)過與法國巴黎天文臺（OP）、荷蘭國家計量院（VSL）的TWSTFT鏈接實驗，NTSC于2009年與國際時間比對中心站德國物理技術(shù)研究院（PTB）正式建立了TWSTFT常規(guī)比對鏈路，通過幾個月的穩(wěn)定運行，目前NTSC-PTB鏈路被正式用于國際原子時的歸算。TWSTFT數(shù)據(jù)的正式使用是我們守時工作的一件大事，極大地提高了我國標(biāo)準(zhǔn)時間與國際標(biāo)準(zhǔn)時間的比對精度。

5 結(jié)語

近年來，國家授時中心的守時工作取得了長足的進步，已經(jīng)躋身國際最重要守時實驗室之列?！皶r間保持”產(chǎn)品通過國家質(zhì)量體系認(rèn)證后，守時工作的各環(huán)節(jié)都遵循質(zhì)量方針和目標(biāo)的要求，做到制度化、規(guī)范化。在完成國家大科學(xué)裝置運轉(zhuǎn)任務(wù)的同時，國家授時中心的時間基準(zhǔn)系統(tǒng)也積極投身到國家重大專項和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中去，各項相關(guān)科學(xué)研究和技術(shù)進步工作取得進展。同時，作為全球重要的守時中心，NTSC科研人員能積極參加國際時頻領(lǐng)域事務(wù)，例如就的未來定義和閏秒問題，分別于2008和2009年兩度為國際電信聯(lián)盟ITU-R WP7A（標(biāo)準(zhǔn)時間和頻率信號發(fā)播工作組）會議撰寫建議書文稿，均被會議正式采納；同時，多次對國際電聯(lián)ITU通函中涉及時間頻率的相關(guān)議題提供意見，供國家主管部門參考，以最大程度地維護國家權(quán)益。隨著高技術(shù)研究對時間工作提出越來越高的要求，我們將持續(xù)開展守時方法和技術(shù)研究，穩(wěn)固推進我國的時間工作，為國家作出更大貢獻(xiàn)。

致謝 由于作者人數(shù)限制，謹(jǐn)在此向中國科學(xué)院國家授時中心時頻基準(zhǔn)實驗室的全體同志表示感謝，并對共同取得的成績表示祝賀。

[1] 中國科學(xué)院國家授時中心. 大科學(xué)工程工作動態(tài)[Z]. 西安: 中國科學(xué)院國家授時中心, 2008.

[2] 中國科學(xué)院國家授時中心時頻基準(zhǔn)實驗室. 時頻基準(zhǔn)系統(tǒng)工作總結(jié)[Z]. 西安: 中國科學(xué)院國家授時中心, 2008.

[3] BIPM. BIPM Circular T257[EB/OL]. (2009-06-11)[2009-12-31]. http://www.bipm.org.

Progress on Time-keeping Activities ofNTSC

DONG Shao-wu, QU Li-li, LI Huan-xin, LIU Chun-xia

(National Time Service Center, Chinese Academy of Sciences, Xi’an 710600, China)

The time-keeping hardware system and its function, and the recent progress of time-keeping activities in the National Time Service Center (NTSC), Chinese Acad emy of Sciences are briefly introduced in this paper. NTSC is responsible for the generation, maintenance and dissemination of national standard time signals. Since its establishment, the time-keeping system of NTSC has greatly satisfied the broadcast of time signals of long and short-wave standard time service system. In 2008, the time-keeping activities of NTSC has achieved great progress, ranked the third in the worldwide time-keeping labs. The NTSC has been one of the most important time-keeping labs of TAI families.

time-keeping; atomic time scale; time comparison

2009-11-16

董紹武，男，博士，研究員，主要從事時間頻率技術(shù)的應(yīng)用和研究工作。

P127.1+2

A

1674-0637(2010)01-0001-04