授时技术是将标准时间频率信号传递至各类终端、实现全域时间同步的核心技术,经过多年发展,已形成无线电授时、卫星授时、网络授时三大主流技术体系,各类技术原理不同、精度各异,适配不同应用场景,构成了多层次、全覆盖的授时服务体系。
无线电授时是最经典的基础授时技术,分为短波授时与长波授时。短波授时依托2.5MHz、5MHz、10MHz、15MHz等载波频率发播标准信号,信号传播距离远、覆盖范围广,设备成本低廉,可实现全国全域无死角覆盖,但信号易受天气、电离层变化干扰,授时精度较低,毫秒级误差,主要适配野外作业、偏远地区、简易工业设备的基础授时需求。我国BPM短波授时台自1981年正式运行,全天候连续发播标准时频信号,是我国基础授时服务的重要支撑。长波授时信号穿透性强、稳定性更高,抗干扰能力优于短波授时,授时精度可达微秒级,适合海上船舶、地下设备、军工固定设施的精准授时。
卫星授时是目前应用最广泛、精度最优的全域授时技术,核心依托北斗、GPS、格洛纳斯等全球卫星导航系统,通过卫星搭载的高精度原子钟,向地面终端广播标准时间与位置信号。终端设备接收多颗卫星信号,通过算法解算实现时间同步,授时精度可达纳秒级,具备全天候、全覆盖、高精度、无地面布线的优势。其中北斗卫星授时作为我国自主可控的授时技术,已全面应用于交通运输、电力调度、国防军工、防灾减灾等关键领域,彻底摆脱了对国外授时系统的依赖,保障了国家关键基础设施的安全运行。
网络授时是信息化时代的主流近距离授时技术,基于互联网、局域网传输标准时间信号,核心分为NTP网络授时与PTP精密授时。NTP授时部署简单、兼容性强,无需专用设备,普通电脑、服务器、智能终端均可适配,授时精度在毫秒级,广泛应用于办公网络、智慧城市、普通互联网设备。PTP精密授时精度可达亚微秒甚至纳秒级,适配工业以太网、5G通信基站、智能制造、金融交易系统等对时间同步精度要求极高的场景,能够实现多设备、多节点的高精度协同同步。
三类授时技术各有优劣、互为补充:无线电授时保障无网络、无卫星信号场景的基础授时;卫星授时实现全域高精度移动授时;网络授时满足固定场景、高密度设备的精准同步,共同支撑起我国全方位的授时服务体系。