中国科学院国家授时中心,位于陕西省西安市临潼区,前身为陕西天文台,是以时间频率研究、授时服务为主,同时开展天体测量学、太阳物理、日地关系、天体力学、人造卫星观测与研究的综合性天文研究机构。全台分设台本部和授时部两部分。台本部包括时频主控系统、科研实验室、天文观测站和领导管理机关,驻陕西省西安市临潼区。授时部(即二部)为长波和短波授时电台,位于陕西省渭南市蒲城县境内。
1966年,经国家科委批准筹建;1970年,经周恩来总理批准短波授时台试播;1981年,经国务院批准正式发播标准时间和频率信号;20世纪70年代初,为适应中国战略武器发射、测控和空间技术发展的需要,经国务院和中央军委批准,在陕西天文台增建长波授时台(BPL);1986年,通过由国家科委组织的国家级技术鉴定后正式发播标准时间、标准频率信号。 [1]
中国科学院国家授时中心是国务院1981年首批批准招收研究生的科研机构。截至2015年10月底,国家授时中心共有博士研究生指导教师16名,硕士研究生指导教师29名。设有2个中国科学院重点实验室及十余个先进的实验室。
自20世纪70年代初正式承担中国标准时间、标准频率发播任务以来,中国科学院国家授时中心为国民经济发展等诸多行业和部门提供了可靠的高精度的授时服务,基本满足了国家的需求。特别是为以国家的火箭、卫星发射为代表的航天技术领域作出了重要贡献 [1] 。这项工程荣获国家科技进步一等奖,被钱学森先生誉为“中国的一面大钟”。
发展历史
20世纪60年代,国家因战略急需,决定在中国内陆腹地建设一个专用授时台,陕西天文台应需而生。
中国科学院国家授时中心
2001年3月,中国科学院决定并报经中央机构编制委员会批准,将中国科学院陕西天文台更名为中国科学院国家授时中心,标志着我国建立了基本完善的时间频率体系。
进入21世纪,国家授时中心利用在时频领域的长期技术积累,创新性地研制建设了“中国区域定位系统”,在定位和授时方面性能卓越,满足了国家急需,为中国第二代卫星导航系统研制建设作出突出贡献,因此荣获国家科技进步特等奖,国家授时中心也成为北斗系统建设的一支重要力量。
2018年11月,习近平总书记为国家授时中心承办的的“联合国全球卫星导航系统国际委员会第13届大会”发来贺信,擘画了中国综合时空体系的未来蓝图。
国家授时中心总部位于陕西省西安市临潼区,在西安航天产业基地、渭南蒲城设有分部,另有授时发播台、授时监测站、测定轨站分布在全国。
中国科学院国家授时中心
国家授时中心图书目前印本馆藏量为7.6万余册,以科技文献为主,包括中外文图书和期刊,国内外相关科技类会议录文集,科技报告和俄、德、法、日等外文资料以及1984年以来国家授时中心的学位论文,主要涉及时频、导航、物理、天文、通信和计算机等学科。全面收集国内外时频及导航类机构、协会出版物,其中馆藏较全的会议录有全国时间频率年会论文集、中国卫星导航学术年会论文集、ION、PTTI、EFTF、IFCS等会议文集。拥有IEL、APS、Springer自购数据库以及全院开通的其他可利用的数据库资源共118种。
中国科学院国家授时中心共有博士研究生指导教师22名,硕士研究生指导教师41名。正高级职称37名(含研究员、正高级工程师),副高级职称87名(含副研究员、高级工程师)。
量子频标研究室
研究室主任:张首刚研究员
主要从事量子频标研制和相关研究。主要研究方向是:1、铯原子钟喷泉钟,2、新型星载原子钟,3、光抽运铯束原子钟,4、锶原子光钟,5、超窄线宽激光器,6、光学频率梳,7、光纤时频传递,8、量子时间同步,8、空间时频技术。 [2]
守时理论与方法研究室
研究室主任:高玉平研究员
从事守时理论、方法和相关应用研究。主要研究方向是:时间尺度;守时理论和方法;脉冲星计时理论、方法和应用;时间科学史。 [3]
高精度时间传递与精密测定轨
研究室主任:杨旭海研究员
主要开展高精度时间传递和精密测定轨技术及其相关科学研究。主要研究方向是:高精度时间传递与精密测轨技术、精密定轨理论与方法、以及在精密测定轨基础上的相关科学研究。具体包括:
1)高精度时间传递与精密测轨技术,主要研究双向卫星时间频率传递及其基础上的转发式测轨技术;以精密时间测量为基础的VLBI2010时延测量技术、伪距/载波相位测量技术等。
2) 精密定轨理论与方法主要研究人造地球卫星(含导航卫星等)精密定轨方法;深空探测中的航天器测定轨与授时方法、大行星及其卫星历表研究。
3) 在精密测定轨基础上的相关科学研究,主要包括基于VLBI的地球定向参数(含世界时UT1参数)测定;基于卫星导航系统的亚纳秒量级精密授时方法研究等内容。 [4]
时间频率测量与控制研究室
研究室主任:李孝辉研究员
主要开展时间频率测量与控制领域的研究。主要研究方向:高精密时间间隔测量方法、技术与仪器,高精度频率测量方法、技术与仪器时间频率远程校准方法与技术,原子钟控制方法与技术UTC(NTSC)异地复现技术与仪器。 [5]
授时方法与技术研究室
研究室主任:华宇研究员
主要开展授时理论方法与技术和建立多种授时手段的研究。主要研究方向是:
1、授时方法与技术:长短波授时新体制,Eloran定位导航接收技术,广播授时新技术,数字电视授时新技术;
2、可信时间认证技术:安全可信网络时间同步协议,高精度网络时间同步标准,可信时间认证系统 ;
3、室内定位新技术:智能手机定位新技术,机器人定位技术,光学定位新技术,广播定位新技术。 [6]
时间用户系统研究室
研究室主任:胡永辉研究员
主要开展国家授时中心开展标准化时间统一系统和用户终端设备研究开发研究。主要研究方向是:标准化时间统一系统,软件无线电技术,微弱信号检测技术,智能化终端技术。 [7]
导航与通信研究室
研究室主任:卢晓春研究员
主要开展卫星导航领域的研究,主要研究方向是:卫星导航信号产生发射与接收处理技术,星间链路信号同步,生成与评估技术,GNSS空间信号质量评估技术,卫星导航高精度差分与完好性增强技术,GNSS兼容与互操作技术,高精度导航授时信号产生与接收设备研制技术。 [8]
时间频率基准实验室
研究室主任:董绍武研究员
承担中国标准时间的产生和保持(守时)任务,并开展相关的守时技术研究工作。主要研究方向:(1)时间基准保持;(2)原子钟性能分析;(3)时间尺度算法;(4)UTC(K)控制;(5)时间比对与同步;(6)卫星导航系统时间;(7)GNSS时间互操作;(8)精密时间信号应用。 [9]
授时部
即BPL长波授时信号发播台、BPM短波授时信号发播台、长短波信号发播控制室是国家授时中心专门承担长短波授时信号发播任务的机构。
科研目标和任务是:承担BPL、BPM长短波授时信号发播任务,承担相关系统的运行和维护工作。参加BPL长波授时系统现代化技术改造建设。开展相关的信号传播、设备改进、发播控制等应用研究。 [10]
2015年4月21至23日,第九届国际卫星导航论坛暨中俄卫星导航兼容与互操作工作组第一次会议在莫斯科举行,会议由俄罗斯联邦航天局主办,中国派出了中国卫星导航系统管理办公室以及国内卫星导航相关领域的24名专家组成的代表团参加了会议。中国科学院国家授时中心董绍武、广伟作为中国代表团成员出席会议。 [11]
2015年5月11日,由中国科学院国家授时中心策划举办的首届国际GNSS(Global Navigation Satellite System)空间信号质量监测评估研讨会(GNSS Signal in space Quality Monitoring and Assessment(SMAS)Seminar)在中国西安曲江国际会议中心308会议室举行。此次会议共吸引了来自美国、加拿大、俄罗斯、日本和中国等多个国家近60余名专家学者前来参与。由中方专家代表中科院国家授时中心卢晓春研究员、美国Stansell咨询公司的Thomas A. Stansell教授以及美国全球卫星导航系统国际委员会(ICG)A组主席David Turner共同担任联合主席。 [12]
2015年6月8日至12日,联合国全球卫星导航系统国际委员会(International Committee on Global Navigation Satellite System, ICG)第十届大会第二次预备会等系列会议在奥地利维也纳国际中心召开。来自联合国外空司、中国、美国、俄罗斯、意大利、日本等代表参加了会议。国家授时中心副主任卢晓春研究员、助理研究员王瑾作为中方代表团成员参加了会议。 [13]
2015年11月1日至6日,全球卫星导航系统国际委员会(International Committee on Global Navigation Satellite System, ICG)第十届大会在美国科罗拉多州博尔德市召开。本届会议由美国国务院空间与先进技术办公室主办,来自联合国外空司,美国、俄罗斯、欧盟、中国、日本、印度等全球和区域卫星导航系统供应商,以及其它与卫星导航相关的国家和组织的300余名代表参加了会议。中国代表团由中国卫星导航系统管理办公室牵头组织、办公室冉承其主任任团长,国内9个单位共19人参加了本次会议。中科院国家授时中心作为中方ICG多边平台总体单位,派出国家授时中心副主任卢晓春、副研究员袁海波、助理研究员王瑾和李玮参加了会议。 [14]
国家授时中心自创建以来共取得各类科技成果149项,其中全国科学大会奖6项,国家自然科学奖、科技进步奖6项,中国科学院科技进步特等奖1项,中国科学院、省部级科技成果一等奖8项;取得专利45项;计算机软件成果84项;发表论文1054篇;出版专著28部。 [15]
在重大科技成果中,长波授时台建成获1987年中国科学院科技进步特等奖,1988年获国家科技进步一等奖。
千米波段,即频率在30—300kHz频段的长波授时系统是20世纪60年代出现的高精度无线电授时技术。世界上拥有这种系统的国家并不多。英国有MSF长波授时台,美国有罗兰-C系统,中国在20世纪80年代初建成BPL长波授时台,使中国在授时领域步入世界先进行列。
BPL长波授时台主要性能指标为:
发射频率:100千赫
辐射功率:800千瓦
覆盖范围:地波信号为1000—2000千米
天波信号为3000千米
授时精度:地波定时精度=±(0.5—0.7)微秒
天波定时精度=±(1—2)微秒
地波校频精度=±(1—3)×10-12/天
全国科学大会奖
序号 |
成果名称 |
奖励名称 |
时间 |
获奖单位和主要人员(排序) |
1 |
七.五公分太阳射电望远镜 |
重大科技成果奖 |
1978年 |
陕台四室射电组 |
2 |
长波授时技术的设计试验及研究 |
重大科技成果奖 |
1978年 |
陕台戴中溶、苗永瑞 |
3 |
中国极原点(J.Y.D)系统的地极坐标 |
重大科技成果奖 |
1978年 |
陕台王正明、何慧芳 |
4 |
中国授时赤径星表 |
重大科技成果奖 |
1978年 |
陕台李德河、谢云、郭际 |
5 |
无源电视同步 |
重大科技成果奖 |
1978年 |
陕台程从玲、向华荣、韩学义 |
6 |
世界时的精确测定 |
重大科技成果奖 |
1978年 |
陕台一室 |
国家科技奖
序号 |
成果名称 |
奖励名称 |
等级 |
时间 |
获奖单位和主要人员 |
1 |
中国世界时系统的成立和发展成就 |
国家自然科学奖 |
二等 |
1983年 |
陕台(参加单位) |
2 |
汉语主题词表 |
国家科技进步奖 |
二等 |
1985年 |
陕台(参加单位) |
3 |
卫星动力测地 |
国家科技进步奖 |
一等 |
1987年 |
陕台(参加单位)人卫站 |
4 |
长波授时台系统的建立 |
国家科技 进步奖 |
一等 |
1988年 |
|