近日，由中國(guó)科學(xué)院國(guó)家授時(shí)中心承擔(dān)的國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目——高精度地基授時(shí)系統(tǒng)敦煌授時(shí)臺(tái)，在甘肅省敦煌市正式開工建設(shè)。

“高精度地基授時(shí)系統(tǒng)是戰(zhàn)略導(dǎo)向型國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。”9月24日，國(guó)家授時(shí)中心主任、首席科學(xué)家張首剛在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)表示，高精度地基授時(shí)系統(tǒng)建設(shè)目的是提高我國(guó)授時(shí)系統(tǒng)的安全性、可靠性和授時(shí)精度，滿足基礎(chǔ)科學(xué)研究、重大工程應(yīng)用對(duì)高精度時(shí)間頻率的需求。

敦煌授時(shí)臺(tái)建成效果圖。中國(guó)科學(xué)院國(guó)家授時(shí)中心供圖

彌補(bǔ)現(xiàn)有長(zhǎng)波授時(shí)信號(hào)覆蓋不足

作為西北地區(qū)增補(bǔ)的增強(qiáng)型羅蘭授時(shí)臺(tái)之一，高精度地基授時(shí)系統(tǒng)敦煌授時(shí)臺(tái)總投資1.8億元，建設(shè)周期3年，建設(shè)內(nèi)容包括半徑為300米、塔體高度278米的天線系統(tǒng)，以及發(fā)播機(jī)房等，并將在敦煌市主城區(qū)建設(shè)一座授時(shí)監(jiān)測(cè)站。

國(guó)家授時(shí)中心授時(shí)方法與技術(shù)研究室副主任李實(shí)鋒介紹，我國(guó)現(xiàn)有增強(qiáng)型羅蘭授時(shí)系統(tǒng)，即長(zhǎng)波授時(shí)系統(tǒng)共7個(gè)發(fā)射臺(tái)，信號(hào)覆蓋我國(guó)中東部地區(qū)和近海海域。在廣大的西部地區(qū)，尤其是西北遠(yuǎn)端地區(qū)還不能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)波授時(shí)信號(hào)覆蓋。

“特別是隨著‘一帶一路’倡議的實(shí)施，西部地區(qū)的用時(shí)安全需求凸顯，增強(qiáng)型羅蘭授時(shí)系統(tǒng)增補(bǔ)授時(shí)臺(tái)的選址，主要是為了彌補(bǔ)現(xiàn)有長(zhǎng)波授時(shí)信號(hào)覆蓋不足的問(wèn)題。”李實(shí)鋒說(shuō)。

授時(shí)臺(tái)選址的地理位置首先要考慮滿足信號(hào)覆蓋需求，同時(shí)需要綜合考慮具體選址地的地質(zhì)、氣象、水文等自然條件，機(jī)場(chǎng)凈空保護(hù)及電磁環(huán)境保護(hù)區(qū)域，以及建設(shè)與運(yùn)行保障需要的基礎(chǔ)配套等方面。“敦煌恰好滿足這些條件。”李實(shí)鋒表示。

有望建成“一面3D大鐘”

“高精度地基授時(shí)系統(tǒng)被列入《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》。”張首剛介紹，該系統(tǒng)利用我國(guó)現(xiàn)有通信光纖資源，鋪設(shè)光纖網(wǎng)絡(luò)總長(zhǎng)超過(guò)2萬(wàn)公里，布設(shè)約300個(gè)光纖時(shí)間和頻率傳遞站點(diǎn)，構(gòu)建覆蓋全國(guó)主要城市和重點(diǎn)用戶的光纖時(shí)間頻率傳遞骨干網(wǎng)，同時(shí)在西部地區(qū)增補(bǔ)三座增強(qiáng)型羅蘭授時(shí)臺(tái)，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)波授時(shí)信號(hào)的全國(guó)土覆蓋。

位于陜西臨潼的驪山觀測(cè)站。 中國(guó)科學(xué)院國(guó)家授時(shí)中心供圖

“高精度地基授時(shí)系統(tǒng)通過(guò)差分技術(shù)，將重點(diǎn)區(qū)域授時(shí)精度從現(xiàn)在的1微秒提高到100納秒。”李實(shí)鋒介紹，光纖授時(shí)系統(tǒng)是利用現(xiàn)有通信光纖資源，構(gòu)建覆蓋全國(guó)主要城市和重點(diǎn)用戶的光纖時(shí)間頻率傳遞骨干網(wǎng)，時(shí)間偏差小于100皮秒，頻率傳遞穩(wěn)定度達(dá)到E-19量級(jí)。

李實(shí)鋒告訴記者，該系統(tǒng)建設(shè)是構(gòu)建我國(guó)高精度星地一體化授時(shí)的戰(zhàn)略需求，建成后將與星基授時(shí)、空間站時(shí)頻系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)授時(shí)系統(tǒng)等一起形成相互獨(dú)立、互為補(bǔ)充、互為備份的國(guó)家授時(shí)體系，為相關(guān)物理量及物理常數(shù)精密測(cè)量、基礎(chǔ)物理理論檢驗(yàn)，提供精密的開放共享的實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)；為相關(guān)工程技術(shù)應(yīng)用提供高精度時(shí)間頻率信號(hào)和技術(shù)支撐，服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)和國(guó)家安全。

“未來(lái)，高精度地基授時(shí)系統(tǒng)將配合北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和國(guó)家授時(shí)中心研制的空間站時(shí)間頻率實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，構(gòu)建立體交叉、相互增強(qiáng)、相互融合的國(guó)家授時(shí)體系，成為‘中國(guó)的一面3D大鐘’。”張首剛介紹。

國(guó)家授時(shí)中心西安航天城場(chǎng)區(qū)。 中國(guó)科學(xué)院國(guó)家授時(shí)中心供圖