時(shí)間校準(zhǔn)及定義

時(shí)間頻率量的名稱和單位

時(shí)間頻率計(jì)量是研究周期運(yùn)動(dòng)或周期現(xiàn)象的特性和量的表征、測(cè)量的計(jì)量科學(xué)。

時(shí)間是周期運(yùn)動(dòng)持續(xù)特性的度量，頻率是周期運(yùn)動(dòng)復(fù)現(xiàn)特性的度量。

周期運(yùn)動(dòng)的周期累計(jì)得到時(shí)間，單位時(shí)間(通常為一秒)內(nèi)周期重復(fù)次數(shù)就是頻率。

時(shí)間和頻率是周期運(yùn)動(dòng)及其屬性的不同側(cè)面的描述或表征，是密切相關(guān)不可分離的，所以又常稱為時(shí)間頻率(簡(jiǎn)稱為時(shí)頻) 。

時(shí)間和頻率與眾多科學(xué)及工程技術(shù)密不可分，更與人們的生產(chǎn)和日常生活密不可分， 乃至與哲學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會(huì)學(xué)、歷史學(xué)、人口學(xué)等，也都涉及和論述與時(shí)間頻率有關(guān)的理論和實(shí)踐問(wèn)題。其量的名稱和單位是法定計(jì)量單位中應(yīng)用最廣的。

時(shí)間的認(rèn)識(shí)歷史

人類對(duì)時(shí)間頻率特別是對(duì)時(shí)間的認(rèn)識(shí)和研究歷史久遠(yuǎn)。時(shí)間與歷法是天文學(xué)中最早發(fā)展起來(lái)的一個(gè)分支。在其發(fā)展歷程中，又與自然科學(xué)中的數(shù)學(xué)、物理學(xué)、測(cè)地學(xué)以及航海、機(jī)械制造、元線電技術(shù)等的發(fā)展有著緊密聯(lián)系。

早在中國(guó)遠(yuǎn)古黃帝時(shí)代，已確定一年有 月，一月是 日，此后在這個(gè)基礎(chǔ)上編制的中國(guó)古代六部歷法延用了2000多年。
公元前20 世紀(jì)，古埃及人已制定出原始的365 天陽(yáng)歷， 一年分12 個(gè)月，每月30 天。
公元前7世紀(jì)，中國(guó)開(kāi)始用干支連續(xù)記日， 一年分四季，并一直沿用至清末，從未間斷。
公元前46年，羅馬皇帝儒略·皚撤，制定儒略歷，以365.25 日為公元1∞年，張衡發(fā)明水運(yùn)渾象儀(也叫"渾天儀勺，經(jīng)后人發(fā)展成為世界最早的機(jī)械鐘。
公元510年，祖沖之創(chuàng)編大明歷，年長(zhǎng)為365.2428 日。年長(zhǎng)，每三個(gè)平年之后置一個(gè)366 日的閏年。儒略歷支配歐洲人生活長(zhǎng)達(dá)16個(gè)世紀(jì)之久。
公元636年，阿拉伯人歐默爾制定阿拉伯歷，以公元622年7月16日為元年，一年分12個(gè)月，大小月相間隔，大月30日，小月29日。
公元1199 年，宋朝制定"統(tǒng)天歷"年長(zhǎng)365.2425 日，月長(zhǎng)29.530594 日。
公元1582 年，羅馬教皇格里高利十三世，制定格里歷，其年長(zhǎng)和月長(zhǎng)與"統(tǒng)天歷"相同。之后，法國(guó)學(xué)者約瑟夫·斯加利杰倡議實(shí)施儒略周期，以公元前4713 年1 月1 日為起點(diǎn)(歷元) ,由此不間斷的記日，稱為儒略日。
公元1656 年，荷蘭學(xué)者惠更斯利用伽利略提出的"擺等時(shí)性"原理制成擺鐘。
公元1840 年，建立格林尼治標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。
公元1875 年，國(guó)際度量衡局在巴黎成立，并于1884 年協(xié)調(diào)了全球劃分時(shí)區(qū)。
公元1884 年，徐家匯天文臺(tái)在上海外灘建訊號(hào)站，以落球報(bào)正午，閃燈報(bào)晚九點(diǎn)。
公元1901 年，美國(guó)成立國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局(NBS) ，我國(guó)海關(guān)開(kāi)始采用世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)。
在20 世紀(jì)，隨著無(wú)線電的發(fā)明與發(fā)展、物理學(xué)研究的突破性進(jìn)展，計(jì)時(shí)器由機(jī)械鐘向石英鐘、原子鐘發(fā)展。特別是無(wú)線電授時(shí)的出現(xiàn)、原子鐘的出現(xiàn)，使時(shí)間的研究不再依附于天文學(xué)，使頻率的研究不再寄屬于無(wú)線電電子學(xué)時(shí)間頻率"成為獨(dú)立的研究領(lǐng)域和學(xué)術(shù)領(lǐng)域。
1905 年美國(guó)開(kāi)始元線電授時(shí)。
1919 年國(guó)際時(shí)間局(BIH)成立，我國(guó)中央觀象臺(tái)將全國(guó)劃分為三個(gè)時(shí)區(qū)(中原、隴蜀、新藏)和兩個(gè)半時(shí)區(qū)(長(zhǎng)白、昆侖) 。
1925 年天文時(shí)"日"的起算從午夜開(kāi)始，實(shí)現(xiàn)了天文日和民用日的統(tǒng)一。
1926 年研制成石英鐘，我國(guó)開(kāi)始元線電授時(shí)。
1928 年確定世界時(shí)(UT) ，規(guī)定平太陽(yáng)日的1/86400為世界時(shí)秒。
1935 年開(kāi)始用石英鐘授時(shí)服務(wù)。
1948 年研制成氨分子鐘，同年提出歷書(shū)時(shí)(ET) ，規(guī)定回歸年的1/31 556925.974 為歷書(shū)時(shí)秒。
1950 年研制成氛燈顯示的計(jì)數(shù)器。
1952 年研制成數(shù)碼管顯示的計(jì)數(shù)器。
1955 年研制成鎧頻標(biāo)，國(guó)際時(shí)間局建立原子時(shí)尺度AT(BIH) 。
1957 年研制成制頻標(biāo)。
1958 年建成甚低頻授時(shí)臺(tái)(16kHz, 18kHz, 24kHz)，用于國(guó)際比對(duì)。
1959 年我國(guó)建立世界時(shí)系統(tǒng)。
1960 年研制成氫頻標(biāo)。
1961 年提出頻率調(diào)偏、階躍(0.1s) 跳秒的協(xié)調(diào)世界時(shí)。
1967 年確定原子時(shí)秒定義，規(guī)定起點(diǎn)為1958 年1月1日零點(diǎn)。
1969 年國(guó)際時(shí)間比對(duì)采用L- C( 羅蘭- C) 。
1971 年確定建立國(guó)際原子時(shí)(TAI) ，利用七個(gè)實(shí)驗(yàn)室的原子時(shí)AT(i) 加權(quán)平均導(dǎo)出。
1972 年實(shí)行零頻率調(diào)偏，階躍1s( 閏秒)的協(xié)調(diào)世界時(shí)(UTC) 。
1973 年TAI 直接利用原子鐘的比對(duì)數(shù)據(jù)，按ALGOS算法處理得到。
1978 年我國(guó)國(guó)防計(jì)量建立時(shí)頻最高計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，并開(kāi)始短波、甚低頻、長(zhǎng)波、電視、搬運(yùn)鐘等多種時(shí)頻同步技術(shù)研究。
1979 年我國(guó)開(kāi)始長(zhǎng)波授時(shí)(BPL) 。
1982 年開(kāi)始GPS衛(wèi)星時(shí)間傳遞與同步技術(shù)應(yīng)用研究。
1983 年開(kāi)始以激光為頻標(biāo)的光學(xué)鐘研究和脈沖星時(shí)間應(yīng)用研究。
1988 年國(guó)際時(shí)間局開(kāi)始發(fā)布BIPM( 國(guó)際計(jì)量局)時(shí)間公報(bào)。
1991 年包括光抽運(yùn)鎧束頻標(biāo)、激光冷卻鎧原子噴泉頻標(biāo)和離子阱頻標(biāo)等在內(nèi)的新頻標(biāo)研制獲得突破性進(jìn)展。
1994 年GPS 國(guó)際時(shí)間比對(duì)全部取代L - C( 羅蘭- C) 國(guó)際時(shí)間比對(duì)。
1995 年我國(guó)北京地方協(xié)調(diào)世界時(shí)UTC(BIRM)參加國(guó)際時(shí)間比對(duì)。
2000 年我國(guó)成功發(fā)射通信導(dǎo)航定位衛(wèi)星，為我國(guó)獨(dú)立自主衛(wèi)星授時(shí)奠定了基礎(chǔ)。
2014 年8月7日，國(guó)際時(shí)間頻率咨詢委員會(huì)頻率基準(zhǔn)工作組通知中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院，由該院研制并運(yùn)行的“NIM5激光冷卻-銫原子噴泉鐘”(以下簡(jiǎn)稱NIM5)通過(guò)評(píng)審，被接收為國(guó)際計(jì)量局(BIPM)認(rèn)可的基準(zhǔn)鐘之一，參與駕馭國(guó)際原子時(shí)。8月8日國(guó)際計(jì)量局（BIPM）正式通知，從8月起，NIM5的數(shù)據(jù)將刊登在國(guó)際計(jì)量局每個(gè)月向全世界發(fā)布的權(quán)威文件《時(shí)間公報(bào)》(Circular T)上。這標(biāo)志著繼法、美、德、意、日、英、俄之后，我國(guó)成為第8個(gè)得到國(guó)際計(jì)量局認(rèn)可參與駕馭國(guó)際原子時(shí)的國(guó)家，在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的產(chǎn)生過(guò)程中不僅具備了話語(yǔ)權(quán)，更具備了“表決權(quán)”。

隨著空間技術(shù)、衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)、遠(yuǎn)程測(cè)控技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以及時(shí)間頻率測(cè)量技術(shù)的迅速發(fā)展，國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)活動(dòng)與交流、國(guó)際間的協(xié)調(diào)顯得特別重要，也特別活躍。時(shí)至當(dāng)代，時(shí)間頻率已廣泛應(yīng)用于天體測(cè)量、射電天文、空間測(cè)地、探空探測(cè)、無(wú)線電通訊、廣播與電視、導(dǎo)航與定位、測(cè)繪與勘探、氣象研究與預(yù)報(bào)、地震研究與預(yù)報(bào)、遠(yuǎn)程科學(xué)考察與探險(xiǎn)以及交通管制、電力監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療衛(wèi)生、安全防護(hù)等領(lǐng)域。

日晷

銅壺滴漏

時(shí)間的溯源方式是所有基本量最一致的