現(xiàn)代社會的許多方面都對高精度授時提出了應(yīng)用需求，如電網(wǎng)運行、移動通信、高速數(shù)字通信、金融計算機網(wǎng)絡(luò)安全，數(shù)字化廣播電視網(wǎng)—電信網(wǎng)—計算機網(wǎng)絡(luò)三網(wǎng)融合、航空航天、衛(wèi)星發(fā)射及監(jiān)控、軍用通信網(wǎng)絡(luò)、預(yù)警雷達網(wǎng)、多兵種武器協(xié)同作戰(zhàn)、智能化交通、地質(zhì)、測繪、導(dǎo)航、氣象、科學(xué)計量、減震救災(zāi)和國家安全等。

我們先了解下北斗授時

北斗衛(wèi)星授時可以提供全天候、全球性、高效快速、高精度的標準時間信息，而且噪音干擾等極小。但面對GPS授時技術(shù)，設(shè)備占領(lǐng)我國90%以上的衛(wèi)星授時用戶市場，我國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及授時應(yīng)用擔(dān)負著重大使命。

北斗系統(tǒng)時鐘通過星載高精度原子鐘和UTC時間同步，地面用戶北斗接收機接收到來自衛(wèi)星的時鐘信號后，即可完成高精度時間的傳遞，滿足日常生活中的各種時間需求。其具體的授時方式，一般有單站法（幾個衛(wèi)星對一個UTC）、單星共視法（一個衛(wèi)星對多個UTC）、多星共視法等（多個衛(wèi)星對多個UTC）。

單站法授時簡單，設(shè)備需求量少，授時精度為50納秒，多用于對精度要求不高的場景。單星共視法和差分信號差不多，能夠抵消多項共模傳輸誤差，可以達到20納秒的精度。多星共視法類似于單星共視法，也可以抵消多項共模誤差，定時精度為5納秒。目前，應(yīng)用于通信、電力、金融行業(yè)的高精度授時主要采用第三種方式，實現(xiàn)區(qū)域、鐵道站點高精度的時間同步。

電信網(wǎng)同步與移動通信

無線通信系統(tǒng)屬于基站同步系統(tǒng)，基站建無線信道的幀同步及基站切換、漫游都需要精確的時間控制。當基站時鐘精度誤差超過限定的納秒級，會導(dǎo)致基站間用戶切換失敗，出現(xiàn)打電話掉線、通話質(zhì)量下降、串線等。當基站時鐘精度在規(guī)定時間內(nèi)沒有恢復(fù)，基站會退出服務(wù)導(dǎo)致基站內(nèi)的用戶服務(wù)中斷，手機掉線，這就是我們?yōu)槭裁床糠值貐^(qū)一上午都沒有網(wǎng)絡(luò)，而移動公司說“升級”的原因。

可見，一個可靠和高精度的時鐘源對移動通信來說，非常重要。目前，大部分的通信采用GPS作為基站同步時鐘，但是由于受美國限制，存在自主性差、安全性低的問題，同時由于系統(tǒng)沒有備份，可能導(dǎo)致GPS工作異常時，通信質(zhì)量受到影響，為保證滿足自主5G無線通信系統(tǒng)對時間同步的要求與國際安全需要，現(xiàn)在的4G5G中加入北斗授時技術(shù)來解決GPS在不可用的情況下網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)授時同步問題。、

因此，采取北斗/GPS雙模是當下流行的發(fā)展方向，他實現(xiàn)了通信網(wǎng)絡(luò)時間同步備份，大大提高了通信網(wǎng)絡(luò)的安全性，也進一步提高系統(tǒng)授時精度并提供精確定位服務(wù)。北斗/GPS授時系統(tǒng)主要由北斗接收模塊、GPS接收模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和接口模塊組成，以北斗/GPS雙系統(tǒng)互為備用設(shè)計，采用單、雙模天線輸入方式，接收北斗或者GPS信號。雙模系統(tǒng)根據(jù)衛(wèi)星信號選擇最優(yōu)的衛(wèi)星系統(tǒng)，輸出秒脈沖時鐘信息、TOD數(shù)據(jù)格式等。

智能電網(wǎng)同步與監(jiān)控

電力系統(tǒng)是大規(guī)?；ヂ?lián)系統(tǒng)，地域分布廣闊，設(shè)備眾多，電力也是現(xiàn)代社會發(fā)展和國民經(jīng)濟運行的神經(jīng)中樞、動力之源。同時，由于電力系統(tǒng)地幅遼闊，要實現(xiàn)實時全面地掌握電力系統(tǒng)各組成部分的運行狀態(tài)，保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，必須依賴全系統(tǒng)統(tǒng)一高精度的時間基準。以前采用直流信號雖然很快，但是受制于距離影響造成極大誤差，不能滿足其需要，從而也凸顯了獲得高精度同步時鐘的關(guān)鍵。因此，將衛(wèi)星精確授時作為電力系統(tǒng)的同步時鐘系統(tǒng)，當全網(wǎng)的監(jiān)測、保護、控制和故障系統(tǒng)都實現(xiàn)同步之后，不僅會使過去許多難以實現(xiàn)的工作，如相量測量、故障定位等容易實現(xiàn)，還會使人們對電力系統(tǒng)的分析、控制能力發(fā)生質(zhì)一樣的變化。

目前，我國電力系統(tǒng)依然較多通過GPS民用頻道向電力系統(tǒng)的電力自動化設(shè)備、微機監(jiān)控系統(tǒng)、安全自動保護設(shè)備、故障及事件記錄等智能設(shè)備提供授時信號，以實現(xiàn)電力系統(tǒng)的同步運行。但電力工業(yè)安全生產(chǎn)關(guān)系國家能源安全和國民經(jīng)濟命脈，一旦，我是說一旦發(fā)生緊急事態(tài)，GPS信號關(guān)閉或者調(diào)整，將引發(fā)我國電網(wǎng)系統(tǒng)的重大安全事故。

隨著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)研制成功并投入使用，我國技術(shù)人員也在研究用北斗衛(wèi)星授時功能，在電力領(lǐng)域創(chuàng)新研發(fā)“北斗電力全網(wǎng)時間同步管理系統(tǒng)”，這就結(jié)束了電力運行時間完全依賴美國GPS全球定位系統(tǒng)的歷史，解決了電力系統(tǒng)時間同步應(yīng)用中的三個難題—可靠時鐘源、全網(wǎng)時間同步管理、遠程集中數(shù)字化監(jiān)控，有效保障了我國電力安全和國家安全，現(xiàn)在單向授時控制在50納秒內(nèi)，雙向授時控制在10納秒內(nèi)，已經(jīng)是很牛掰的了哦。

金融與網(wǎng)絡(luò)同步

隨著電子信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，電子商務(wù)、電子政府、金融等高時間約束業(yè)務(wù)對整個社會的時間同步要求越來越嚴格，而這些社會活動中，計算機信息處理和傳輸起著至關(guān)重要的作用。一旦由于業(yè)務(wù)系統(tǒng)時間不同步對交易造成的影響，有形和無形資產(chǎn)損失都將是巨大的。

因此，計算機網(wǎng)絡(luò)的時間同步越來越顯得重要?，F(xiàn)在金融行業(yè)，無論是證券交易所，其業(yè)務(wù)都離不開計算機和聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，如銀行業(yè)務(wù)往來發(fā)生的時刻，金融交易的準確時刻，電子郵件信息、文件創(chuàng)建和訪問時間、數(shù)據(jù)庫處理時間、賬戶密碼等都涉及銀行聯(lián)網(wǎng)計算機之間的時間同步和頻率同步。

計算機中凡是有“日戳”概念的信息都對標準時間標記提出了要求，我們在做TBOX設(shè)備就包含了“時間戳”這個日志記錄，表示某時該車的運行狀態(tài)及發(fā)生事件，用于保證認證、密鑰協(xié)商等信息傳遞的新鮮性。網(wǎng)上電子商務(wù)不斷發(fā)展，在滿足傳統(tǒng)信息的保密性、身份真實性、內(nèi)容完整性、數(shù)據(jù)不被篡改性等安全要求外，還需要解決信息時效性，如商業(yè)情報、無人駕駛、專利發(fā)明交易中的競標、競拍等，有“時間戳”證明某一刻完成了這項活動。其他的還有記錄文件安全、審查和監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)錯誤檢查、復(fù)原、初始化、目錄服務(wù)、儲存、分布式計算、邊緣計算、預(yù)設(shè)操作及控制，各網(wǎng)統(tǒng)一到實時時間等等。

廣播電視與三網(wǎng)融合

“現(xiàn)在是北京時間七點整”，精確的時鐘信號是廣播電視臺準時播出的重要保證。以北京時間為準，各顯示、各頻道電視節(jié)目準點播出，換哪都是新聞聯(lián)播，之前是有的電視臺有延時。這里面有個國家標準GB20600-2006，不詳細展開了，我也沒去讀。

目前國內(nèi)廣播電視中心主要精密時間的獲取有三種方式：利用央廣報時信號獲取標準時間，小時候玩電子表整個一秒不差，就是和央廣對時；利用CCTV電視場逆程第16行中的時間編碼脈沖獲取時間；利用接受全球定位系統(tǒng)中的時間信息獲得標準時間。

因為全球定位系統(tǒng)具有無地區(qū)時差、定位精度高、受環(huán)境影響小等優(yōu)勢，所以我國的廣電也是采用GPS授時來獲取時間。北斗授時系統(tǒng)也逐漸應(yīng)用于廣電行業(yè)中，播出系統(tǒng)的時間同步、網(wǎng)絡(luò)時間、機房子鐘信號、導(dǎo)播時間等都依賴于授時系統(tǒng)。

三網(wǎng)融合是指電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)在向?qū)拵ㄐ啪W(wǎng)、數(shù)字電視網(wǎng)、下一代互聯(lián)網(wǎng)演進過程中，因其技術(shù)功能趨于一致，業(yè)務(wù)范圍相近，三網(wǎng)相互滲透、相互兼容，整合成為互聯(lián)互通、統(tǒng)一的信息傳輸網(wǎng)絡(luò)。這三網(wǎng)實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)資源共享、避免了低水平的重復(fù)建設(shè)、形成了適應(yīng)性廣、容易維護、費用低的高速寬帶的多媒體基礎(chǔ)平臺。表現(xiàn)為電視遙控器上打電話、手機上看直播、通信、上網(wǎng)、語音、數(shù)據(jù)、廣播等多種服務(wù)。

國防建設(shè)

作為39軍通信團的一名老兵，我們在通信指揮、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)時間應(yīng)用與國防還是有一定基礎(chǔ)，最近剛過了八一，戰(zhàn)友們也練了，還有幾把刷子。北斗在國防應(yīng)用非常普遍，對授時方面的精度要求非常高。

無論是邊防巡邏、訓(xùn)練演習(xí)、后勤保障、搶險救災(zāi)、或者是聯(lián)同其他部隊協(xié)同作戰(zhàn)指揮、全軍通信保障、平臺作戰(zhàn)、網(wǎng)絡(luò)信息指揮中心、通信/偵查/雷達預(yù)警、時間頻率計量測試等，都需要高精度的時間信息和和時間的高度同步，保證步調(diào)一致（作戰(zhàn)指揮的基礎(chǔ)）。

我們在海訓(xùn)、通信指揮中要實現(xiàn)精確作戰(zhàn)離不開高精度的時間統(tǒng)一，我們普通老百姓看電視中的對表情況就是達到這個效果，實際上信息化條件下的一體化聯(lián)合作戰(zhàn)，具有作戰(zhàn)范圍大、領(lǐng)域廣、參戰(zhàn)兵力多、作戰(zhàn)體系龐雜、行動速度快、指揮控制要求高，作戰(zhàn)協(xié)同密切等特點，戰(zhàn)場各類信息系統(tǒng)、武器裝備/車輛運行狀態(tài)、信息快速處理傳輸儲存等綜合處理，高精尖武器精準定位和控制，都需要精確和統(tǒng)一的時間來控制與維系。

信息化條件下對作戰(zhàn)時間精度要求已經(jīng)達到秒級、毫秒，甚至是納秒級。時間統(tǒng)一能針對信息系統(tǒng)、武器系統(tǒng)和作戰(zhàn)行動的不同需求，提供精確與統(tǒng)一的標準時間和頻率信號，保證在時間和頻率上達到同步。一旦時間統(tǒng)一出現(xiàn)了問題，將會導(dǎo)致通信中斷、指揮失靈、武器失控和“體系癱瘓”，出現(xiàn)“你不打我我自亂”的被動局面。

北斗系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)成為建設(shè)信息化軍隊，打贏信息化戰(zhàn)爭的重要基礎(chǔ)和保證，是軍事戰(zhàn)斗力的有機組成部分和作戰(zhàn)效能倍增器。

結(jié)束語

最近北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開通，它除了擁有GPS類似性能外，同步可以起到信號增強的作用，還可以傳輸短報文、實現(xiàn)主動定位，建成即開通，開通即服務(wù)，中國北斗邁進全球服務(wù)新時代，2017年11月到現(xiàn)在已經(jīng)完成了18箭30星，建成40多個地面站，高效完成組網(wǎng)，功能性能指標世界一流。

“中國芯”是北斗系統(tǒng)的核心。28納米工藝的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航芯片已經(jīng)量產(chǎn)，22納米工藝芯片即將量產(chǎn)，大部分智能手機均支持北斗功能，我國已經(jīng)構(gòu)建起集芯片、模塊、板卡、終端和運營服務(wù)為一體的完整產(chǎn)業(yè)鏈。

速銳得也和北斗一起，建設(shè)在路上、應(yīng)用在路上，我們不僅在車載TBOX領(lǐng)域應(yīng)用北斗，還有精準農(nóng)業(yè)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能駕駛、共享互聯(lián)等領(lǐng)域做更多的創(chuàng)新應(yīng)用，無人化、智能化、數(shù)字化、平臺化將是北斗+速銳得給大家?guī)淼男伦兓?/span>