計量論壇

標題: 中國計量院為全球多家實驗室校準時間傳遞鏈路帶動世界... [打印本頁]

作者: njlinker 時間: 2020-2-25 10:24
標題: 中國計量院為全球多家實驗室校準時間傳遞鏈路帶動世界...
日前，國際計量局（BIPM）發布《月際時間公報（CIRCULAR T）》，包括新加坡、蒙古、中國香港等國家和地區的6家國際原子時（TAI）合作參加實驗室保持的地方協調時的時間鏈路校準結果被其認可并發布。其校準均由中國計量科學研究院（NIM，以下簡稱“中國計量院”）實施，不確定度由最大20納秒（ns）降至約2.5 納秒（ns）水平。作為全球9個可實施這類校準且被BIPM認可的實驗室之一，此次中國計量院對多家國內外實驗室的校準同時帶動提升了我國各地方協調時整體水平。

協調世界時：國際標準時間
協調世界時（UTC）是國際通用的標準時間，由國際計量局主導，將60多個國家（地區）的80多個守時實驗室合作建立的國際原子時(TAI)進行閏秒操作后產生。各國參與TAI合作的實驗室均需要通過GPS或衛星雙向時間傳遞鏈路將各自保持的地方協調時相關數據傳送至國際計量局（BIPM）。BIPM結合被其認可的、來自包括中國唯一的NIM5激光冷卻-銫原子噴泉鐘在內的10個國家的10多臺“世界最準”的“基準鐘”數據計算UTC，結果通過時間公報（Circular T）發布，并反饋各守時實驗室。全球科學家們的一系列努力，最終產生我們日常所使用的標準時間。

我國時間溯源的源頭——國家時間頻率計量基準
我國時間頻率計量體系的源頭保存在中國計量科學研究院國家時間頻率計量中心，即國家時間頻率計量基準，包括秒長國家計量基準和原子時標國家計量基準，是統一全國時間頻率量值的最高依據。其中秒長國家計量基準是中國計量院研制的NIM5激光冷卻-銫原子噴泉鐘，3000萬年不差一秒；原子時標國家計量基準是UTC(NIM)，與UTC偏差在±5 ns內，標準合成不確定度優于2 ns。最終產生和保持高度準確和穩定的國家統一使用的標準時間——北京時間。

協調世界時的時間傳遞鏈路校準
據中國計量院時間頻率所研究員梁坤介紹，所有UTC時間鏈路在傳遞時間信號時都會產生時間時延，給各國的守時實驗室溯源到UTC的實際準確性帶來不同程度的影響。“在需要精密測量的領域，幾十納秒量級的時間偏差，所產生的影響是非常嚴重的。”梁坤說，“因此必須準確測出時間信號在傳遞鏈路中的時延，并進行補償——也就是對鏈路進行校準。”
為解決全球UTC時間傳遞鏈路的校準問題，2012年，國際計量局制定了《全球TAI參加實驗室時間傳遞鏈路校準框架》。該框架，按相關時間傳遞鏈路校準技術能力將各國參加TAI合作的實驗室分為G1、G2兩類，G1實驗室可為G2實驗室提供校準。中國計量院守時實驗室是我國大陸地區唯一、全球9家一類（G1）實驗室之一。我國大陸地區另有中科院國家授時中心和北京無線電計量測試技術研究所兩家G2實驗室。

時間傳遞中的中國貢獻
梁坤介紹說，中國計量院從2009年開始研究GPS時間傳遞鏈路校準技術，2014年自主研制了基于NIM-TF-GNSS-2可移動時間傳遞鏈路校準系統。由該系統可實現精密時間傳遞鏈路校準，不確定度可達1.5納秒，即到小數點后9位，是目前參加國際原子時合作機構與UTC的GNSS時間傳遞鏈路的最優校準不確定度。中國計量院先后為新加坡國家計量中心、蒙古國標準和計量局、香港標準校準實驗室、香港天文臺、中國科學院國家授時中心、北京衛星導航中心等境內外多家相關機構實施了時間傳遞鏈路校準，合成標準不確定度均達到2 ns~ 3 ns水平。
2016年成功主導了與亞太地區另外2家G1實驗室的鏈路校準方法國際比對和實驗展示。編制的基于自主研制的可移動時間傳遞鏈路校準系統的時間傳遞鏈路校準指南，已被亞太計量規劃組織時間頻率技術委員會認可作為時間鏈路校準操作規范。通過國際研討會對多個發展中國家計量院的學員進行相關培訓。
據了解，中國計量院在GNSS時間傳遞及其鏈路校準和相關裝置研發方面有著深厚的積淀和豐富的經驗。在國內，中國計量院已為我國航天、通信、電力、計量、科學研究等多個行業的數十家單位提供了多頻次的時間傳遞鏈路和傳遞裝置校準服務，地域覆蓋我國多地，為提升我國守時實驗室整體水平、提高我國時間頻率高端用戶授時、用時能力做出了重要貢獻。

作者: syn029 時間: 2020-5-9 10:28
牛！！！希望我國時頻行業越來越強

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