NTSC的守时工作进展

董绍武，屈俐俐，李焕信，刘春侠



NTSC的守时工作进展

董绍武，屈俐俐，李焕信，刘春侠

（中国科学院国家授时中心，西安 710600）

概括介绍了中国科学院国家授时中心（简称NTSC）时间基准系统的组成、功能和相关工作的最新进展情况。NTSC负责我国标准时间的产生、保持和发播。多年来，NTSC的守时系统以完美的表现满足了国家大科学装置—长、短波授时系统的发播控制任务的要求。2008年度，NTSC的守时工作取得突破性进展，实现的指标综合排名于全球实验室的2～3位，我国守时工作已经跻身世界前列，NTSC已成为国际原子时合作单位中最重要的守时实验室之一。

守时；原子时；时间比对

中国科学院国家授时中心（简称NTSC）的时间基准系统建成于20世纪70年代。三十多年来，作为国家大科学装置核心部分的守时系统一直连续、可靠运转，为国家的国民经济建设做出了重大贡献。随着科学技术的发展，时间作为国家重要参数的地位日益显著。同时，国家重大项目和基础建设也对时间工作提出了越来越高的要求。经过几代守时人的努力，我国守时工作已经跻身世界前列。

2008年度，国家授时中心的守时工作取得突破性进展，完成的各项指标综合排于全球守时实验室的2～3位[1]，成为对国际原子时贡献最大的实验室之一。同时，“时间保持”产品通过质量体系认证，使我们的守时工作向着先进性和规范化前进了一大步。当前，NTSC时间基准系统由20多台高性能守时原子钟、先进的测量比对设备和多手段的高精度远距离时间比对系统（包括GNSS共视和卫星双向时间频率传递）组成，同时建立了完善的质量控制体系，NTSC已成为全球最重要的守时实验室之一。

1 时间基准系统组成和功能

目前，NTSC的守时钟组由19台Agilent 5071A高性能铯原子钟、2台Sigma-tau氢钟和2台上海天文台研制的氢钟组成；内部测量比对系统采用高精度的时间间隔计数器和相位比对设备；国际时间比对链接使用卫星双向时间频率传递系统（TWSTFT）和GNSS共视时间比对。新一代守时系统在系统组成、运行管理上更加先进，守时技术指标取得突破性进展。

当前，NTSC守时系统在完成国家大科学装置—长、短波授时发播控制任务的同时，还为国内其他重要授时服务系统（包括“北斗”一号卫星导航定位系统，中国区域导航定位系统CAPS，上海海岸电台，NTSC网络和电话时间服务系统等）提供实时物理信号。

2 守时技术指标

根据国际权度局（BIPM）2008年度年报，截至2008年12月，全球共有68个守时实验室保持协调世界时（），55个实验室为国际原子时的归算贡献原子钟数据，15个守时实验室保持独立原子时尺度（），其中包括国家授时中心保持的地方原子时（NTSC）和综合原子时（JATC）；同时国家授时中心也是国内唯一保持独立原子时的单位。

2008年度（NTSC）与国际标准时间—协调世界时之差全年控制在±25 ns以内，即|-（NTSC）| <25 ns，优于国际电联ITU要求的各守时实验室所保持的协调世界时（）与国际协调时的差小于100 ns的要求[1]。2008年度国际上主要守时实验室的-（）见图1，（NTSC）的保持处于国际先进水平的行列[2]。

图1 2008年度国际上主要守时实验室的UTC（k）保持情况

2008年度，独立原子时（NTSC）的稳定度：5 d为4.7×10-15，10 d为2.6×10-15，30 d为1.1×10-15，60 d为7×10-16，100 d为9.5×10-16，中、长期稳定度指标综合评定首次超过美国海军天文台（USNO），排在全球实验室的2～3位，达到历史最好水平。

3 全球原子钟对TAI的贡献

图2为2008年度全球时间实验室原子钟对国际原子时计算的贡献。在对国际原子时计算贡献最大的4个实验室中，美国海军天文台（USNO）有守时钟79台，法国综合原子时（F）32台，日本通信技术研究院（NICT）27台，中国国家授时中心（NTSC）22台。国家授时中心（NTSC）贡献了约10%的权重，成为全球最重要的守时实验室之一。

图2 全球守时实验室对TAI计算的贡献

4 国际时间比对工作进展

国际权度局BIPM在2009年5月的T公报上（CIRCULAR T 257）正式刊登了国家授时中心的卫星双向时间频率传递系统（TWSTFT）结果，（NTSC）与欧洲实现直连，GNSS共视作为备份，（NTSC）与国际标准时间比对的A类不确定度由1.5 ns改进到0.5 ns[3]。

卫星双向时间频率传递是用通信卫星进行双向时间、频率信号传递的技术，是目前国际上精确度最高的时间频率传递方法，目前精度可达0.3～0.5 ns，准确度1 ns。国际权度局（BIPM）为改善全球范围内的时间同步，于90年代后期推荐并组织实施了“全球双向卫星时间频率传递（TWSTFT）”计划。从1999年4月开始BIPM开始常规发表TWSTFT的月报。

国家授时中心和日本国家信息与通信技术研究所（NICT）于1998年10月开通了两地间的TWSTFT比对链路；为了保持我国在时间频率传递领域与国际先进水平接轨，发挥NTSC在国际原子时和全球TWSTFT中的作用，NTSC在加入亚太地区TWSTFT比对链的同时，也在积极开展与欧洲的TWSTFT链接。经过与法国巴黎天文台（OP）、荷兰国家计量院（VSL）的TWSTFT链接实验，NTSC于2009年与国际时间比对中心站德国物理技术研究院（PTB）正式建立了TWSTFT常规比对链路，通过几个月的稳定运行，目前NTSC-PTB链路被正式用于国际原子时的归算。TWSTFT数据的正式使用是我们守时工作的一件大事，极大地提高了我国标准时间与国际标准时间的比对精度。

5 结语

近年来，国家授时中心的守时工作取得了长足的进步，已经跻身国际最重要守时实验室之列。“时间保持”产品通过国家质量体系认证后，守时工作的各环节都遵循质量方针和目标的要求，做到制度化、规范化。在完成国家大科学装置运转任务的同时，国家授时中心的时间基准系统也积极投身到国家重大专项和基础设施建设中去，各项相关科学研究和技术进步工作取得进展。同时，作为全球重要的守时中心，NTSC科研人员能积极参加国际时频领域事务，例如就的未来定义和闰秒问题，分别于2008和2009年两度为国际电信联盟ITU-R WP7A（标准时间和频率信号发播工作组）会议撰写建议书文稿，均被会议正式采纳；同时，多次对国际电联ITU通函中涉及时间频率的相关议题提供意见，供国家主管部门参考，以最大程度地维护国家权益。随着高技术研究对时间工作提出越来越高的要求，我们将持续开展守时方法和技术研究，稳固推进我国的时间工作，为国家作出更大贡献。

致谢 由于作者人数限制，谨在此向中国科学院国家授时中心时频基准实验室的全体同志表示感谢，并对共同取得的成绩表示祝贺。

[1] 中国科学院国家授时中心. 大科学工程工作动态[Z]. 西安: 中国科学院国家授时中心, 2008.

[2] 中国科学院国家授时中心时频基准实验室. 时频基准系统工作总结[Z]. 西安: 中国科学院国家授时中心, 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

董绍武，男，博士，研究员，主要从事时间频率技术的应用和研究工作。

P127.1+2

A

1674-0637(2010)01-0001-04