中国科学院国家授时中心(中国标准时间的产生保持和发播单位)

中国科学院国家授时中心(以下简称“国家授时中心”),前身是中国科学院陕西天文台,成立于1966年,是我国唯一、专门、全面从事时间频率基础研究和应用研究的科研机构,承担着我国国家标准时间(北京时间)的产生、保持和发播任务,建设和运行着的长短波授时系统是我国的第一批国家重大科技基础设施,建成了国内唯一的天地一体星地综合卫星导航授时试验平台,为我国国家时间频率体系、卫星导航系统的建设和发展做出了重要贡献。

中国科学院国家授时中心(中国标准时间的产生保持和发播单位)

中心介绍

上世纪六十年代,国家因战略急需,决定在我国内陆腹地建设一个专用授时台,陕西天文台应需而生。老一辈授时人自力更生、艰苦奋斗,不辱使命建成长短波授时系统,为我国经济建设和空间科学探测等提供了可靠的高精度授时保障!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”。

国家授时中心前身是陕西天文台,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;七十年代初,为适应我国战略武器发射、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。

国家授时中心(陕西天文台)本部地处我国中部腹地——陕西临潼,这里承担着我国标准时间的产生、保持任务,并采用多种手段与国际时间保持同步,同时这里拥有一支时频领域的科研队伍。授时台位于陕西蒲城,主要有短波和长波专用无线电标准时间标准频率发播台(代号分别为BPM和BPL)

研究领域

国家授时中心负责确定和保持的我国原子时系统TA(CSAO)和协调世界时UTC(CSAO)处于国际先进水平,并代表我国参加国际原子时合作。它是由一组高精度铯原子钟通过精密比对和计算实现,并通过GPS共视比对、卫星双向法(TWSTFT)比对等手段与国际原子时间标准相联系,对国际原子时的保持做出贡献,目前的稳定度为10-14,准确度为10-13。

短波授时台(BPM)每天24小时连续不断地以四种频率(2.5M,5M,10M,15M,同时保证3种频率)交替发播标准时间、标准频率信号,覆盖半径超过3000公里,授时精度为毫秒(千分之一秒)量级;长波授时台(BPL)每天定时发播载频为100KHz的高精度长波时频信号,地波作用距离1000-2000公里,天地波结合,覆盖全国陆地和近海海域,授时精度为微秒(百万分之一秒)量级。BPL长波授时系统的建立,将我国授时精度由毫秒量级提高至微秒量级,使我国授时技术迈入世界先进行列,该项目1988年荣获国家科技进步一等奖。

国家授时中心除了开展时间频率研究工作和常规的授时发播工作外,同时也面向各类时间用户,进行系统设计、咨询和相关设备的研制,满足了各行业、各领域时间用户的需求,为国民经济发展做出了重要贡献。

取得成绩

三十多年来,国家授时中心(陕西天文台)在时频技术研究领域获得重大科技成果奖130余项,为国家国防试验、空间技术、测绘、地震、交通、通信、气象、地质等诸多行业和部门提供了可靠的高精度授时服务。特别是在以卫星发射、火箭试验为代表的我国航天技术发展中做出了重大贡献。自系统建成后,为国家星箭发射、战略武器试验提供了准确可靠的时间频率信号,保证了百余次重大任务的顺利完成,多次受到国务院、中央军委、总装备部贺电嘉奖。

随着国家知识创新体系在中国科学院率先试点工作的开始,作为国家授时中心,陕西天文台所承担的国家任务和开展的研究工作得到了国家和科学院的重视和肯定,作为首批试点单位进入了科学院知识创新试点工程,并于2001年3月经中央机构编制委员会批准正式更名为中国科学院国家授时中心。

国家授时中心正在按照中国科学院知识创新试点工作的部署,进一步凝练和提升科技创新目标,积极推进体制改革和机制转换,努力加强人才培养和科研队伍建设,从国家战略和安全高度出发,瞄准时间频率学科前沿,积极进行时频创新研究,把国家授时中心建设成为我国时频基准、授时服务和授时新技术研究的创新和发展基地,使我国的授时服务和时频研究水平整体跻身世界先进行列,使国家授时中心真正成为国家的关键技术基础设施、重要战略资源和国民经济持续发展的科技支撑。

发展历程

中国科学院陕西天文台始建于1966年。它是以时间频率研究、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,位于陕西省蒲城县境。 

中国现代无线电授时发端于中国科学院紫金山天文台徐家汇观象台的BPV时号。虽然该时号满足了当时国家建设的部分需要,但是它偏处东南一隅,布局不合理,难以适应国家大规模经济建设(特别是大地测量)的需要。因此,在1955年全国科技发展12年远景规划中,天文学科将筹建西北授时台列为重点项目。中国科学院于同年派员赴西北考察,在兰州选定新建授时台台址,并购置部分设备。1956年,原苏联A.A.米哈依洛夫院士(普尔柯沃天文台台和)和B.谢克洛夫(塔什干天文台台长,授时专家)来华考察,认为兰州是地震活动区,不宜建授时台。中科院因此暂停执行在兰州建立授时台的计划,所购置的设备用于1958年开始筹建的北京天文台的沙河时间工作站。1965年,国家科委在“我国的综合时号改正数”鉴定书中再次提出:“从战略上考虑,建议中国科学院在西部地区从速增设一个授时台”中国科学院考虑到国防部门的需要,于同年8月28日又选派上海天文台和天津纬度站的领导及科技人员组成西北授时台(暂名)选址工作组,再赴新疆、青海、甘肃、陕西考察选址,并确定陕西省武功县杨陵镇为预选台址。

我国继第一颗原子弹试验成功之后

在此期间,我国继第一颗原子弹试验成功之后,正抓紧进行人造卫星和战略武器运载工具发射试验准备。在“651”计划(发射人造地球卫星计划)的“时间统一勤务系统的初步方案”中,国防科委明确提出“在西安地区建立短波授时台以满足第一颗人造卫星的需要”的建议,同时提出建立我国长波、超长波电台的问题。为此国家科委岳志坚副主任于1965年12月12日在科学会堂主持召开“为备战需要应迅速在我国内地建立授时台(时间与频率发讯台)问题”座谈会。座谈会上,总参测绘局杨磊光同志介绍总参谋部曾于1965年12月6日召集陆、海空三军各兵种、大基地代表开了会,对时间与频率工作提出了具体要求,从兼顾战时与平时使用部门的需要出发,认为内地授时台的台址选在西安与兰州之间较为适宜。经过讨论,参加座谈会的同志一致认为:西北授时台应立即进行筹建,该台应包括时间与频率工作,由中国科学院负责筹建;对于科学院初选台址(陕西省武功县地区),有的同志认为“靠近西安,恐不够安全”。 

1965年12月31日,中国科学院就建立内地授时台问题在“651”方案论证上提出四条建议,指出西北授时台不仅包括授时工作,今后还要开展天文方面的其它工作;台址选择要靠近人卫地面系统控制计算中心的位置,该中心已初步确定在西安地区。 

1966年2月7日,上海天文台受中国科学院委托提出《西北授时台(暂名)筹建方案》和《西北授时台(暂名)第一期基本建设设计任务书》。同年3月,中国科学院决定在陕西省关中地区筹建授时台。该台属“三线”单位,代号为“中国科学院326工程”,县团级建制,党政关系归地方领导,筹建工作由中国科学院西北分院负责,技术工作由上海天文台负责,主要技术力量从上海天文台、北京天文台、紫金山天文台抽调支援。1966年4月19日,中国科学院向国家科委、国家计委报送《西北授时台基建设计任务书》,授时台建设地点为陕西省武功县。同年6月,根据陕西省军区的意见,授时台台址改定在陕西省蒲城县境。1966年9月12日,中国科学院重新向国家科委、国家计委报送改称为西北天文台的基建设计任务书,提出“经与有关国防部门研究,并经我院研究,决定从速在我国西北地区增设一个完整的授时台,定名为‘西北天文台’。该台主要任务为天体测量,以开展时间和频率为重点,┅┅,相应开展星表、纬表研究、人造卫星观测和用卫星确定地面绝对坐标的研究,与全国天文台合作建立我国独立自主的天体测量体系。”西北天文台人员编制定为125人。国家科委于1966年11月29日批复同意。

中国科学院随即研究决定

抽调上海天文台徐德勋、苗永瑞等同志,西北分院抽调李寅张等现场组成326工程筹建处,并借调上海天文台、北京天文台、紫金山天文台部分技术人员负责筹建中的技术工作。筹建处于1966年10月17日起对外办公并启用公章,办公地点暂设在中国科学院西北分院,后于1967年6月13日迁驻蒲城。 

326工程在蒲城县境的具体建设地点,开始选在县城东侧,后改为城南401高地和501高地,最后按“靠山进洞”的备战要求决定短波发射台建于县城西北西山脚下唐宪宗景陵附近,收讯、天文观测和生活区建于县城西南杨庄大队。   326工程的土建工程由建工部西北工业建筑设计院设计,建工部5局7公司施工,山洞打挖由工程兵设计院设计,工程兵5师116团负责施工。 

1967年8月,中国科学院计划局在北京召开326工程协作会议,成立协作组,统一协调工程建设涉及的问题。1968年8月,中国科学院在蒲城召开326工程业务方向论证会,进一步明确326工程以授时为中心,开展世界时、原子时研究;目前采用短波发射时号,并原则同意采用中等功率的长波发射时号;世界时测时所需仪器设备(光电中星仪、光电等高仪、照相天顶筒等)由南京天文仪器厂等单位合作研制,326工程派员参加研制。

短波发射系统于1970年基本建成

同年12月初,中国科学院在蒲城召开试播工作会议,并于10月17日上报国务院,请求试播。在这个文件中,中国科学院将326工程定名为中国科学院陕西天文台。周恩来总理在此文件上作了如下批示: 

中国科学院党的核心小组: 

这一与上海天文台互相配合的陕西天文台,在紧急情况下还要代替上海天文台的时间频率发播工作,不知现在所定的呼号、频率与国际标准有无冲突,对通信对象有无不便,均请科学院再加说明。如无不便,可否从十二月十日起试用,1971年1月1日起正式公开启用,亦请报复。 

周恩来 2/12.70 

中国科学院于12月3日就上述批示作了报告,并建议12月15日开始试播。周总理于12月5日批示“照办”。于是中国科学院陕西天文台短波授时台于1970年12月15日开始试播。电台呼号为BPM,发播频率为2.5,5.0,10.0,15.0MHz。试播工作由吴守贤抓总,历时三年。

筹建太阳物理和射电天文观测系统

在此期间,陕西天文台在筹建天文时间纬度、人造卫星观测系统的同时,又根据中国科学院“四五”规划,筹建太阳物理(色球望远镜)和射电天文观测系统。后经中国科学院天文系统调整,专门为陕西天文台研制的照相天顶筒调配天津纠度站,太阳色球望远镜调配乌鲁木齐人卫站,陕台自行研制的7.5厘米和3.2厘米射电望远镜调拨云南天文台。这样,到20世纪70年代末,陕西天文台天文观测仪器仅有用于天文时纬观测的光电中星仪、光电等高仪和用于人卫观测的光学跟踪打印经纬仪,天文工作基本上局限于天体测量学、天体力学和部分太阳物理学的观测研究。

在短波授时台试播期间

中国科学院组织上海、北京、紫金山、云南天文台、测地所武昌时辰站、乌鲁木齐人卫站配合陕台进行长时间接收监测,陕台还派员赴喀什、海拉尔等地接收监测。监测结果表明:发射功率小,信号波形未达到设计要求,信号有效覆盖半径仅为2000公里左右。这说明在建设过程中将天线原设计高度由30~60米改为10米的小天线方案是不成功的。1973年8月,中国科学院组织有关专家对BPM短波授时台进行技术审查,确认了这些问题,并提出扩建建议。扩建内容包括:加大发射机功率,增加4台50KW发射机;恢复30~60米高铁塔天线,并增加天线铁塔数量,使之形成天线阵;时间基准由现用石英钟英钟逐步采用原子钟,并建立原子时基准。1973年12月,BPM短波授时台停播,实施扩建。

扩建期间

科委要求中国科学院在短波授时中增加远洋授时服务,以满足“718工程”需要。1975年1月,中国科学院决定在BPM短波台扩建中增加3台50KW发射机和相应的多副定向天线,并新建洞外发射机房。 

扩建工程于1978年完成,1979年重新试播。试播期间圆满完成我国向太平洋预定海域发射远程运载火箭试验中的授时任务。1980年12月,中国科学院在临潼召开了BPM短波授时台鉴定会。鉴定会认为,BPM短波授时台达到设计要求,可以交付国家使用。 

1981年2月,中国科学院就BPM短波授时台正式发播问题向国务院提出请示报告。国务院同意从1981年7月1日起,BPM短波授时台正式承担发播我国短波时号任务,届时上海天文台停止BPV时号发播。

建议建立长波、超长波授时台“651”工程

早在蕴酿筹建西北授时台过程中,国防部门就建议建立长波、超长波授时台“651”工程“时间统一勤务系统初步方案”把采用长波授时,在西安地区建立以原子标准为基础的长波授时台列为最佳方案。1965年12月,国家科委主持的座谈会提出“我国目前需要尽快解决发播超长波时间频率讯号问题”,要求中国科学院负责尽快与有关单位联系,遇到问题“应及时向科委反映”。中国科学院在1965年12月31所提四条建议中提出“内地授时台已初步选址,在安排中由于对超长波用途的迫切性了解不够,该项工作未列入预算中。若超长波、短波电台一起进行投资,我院无力负担,希国家另行拨款。”1966年,总参再次提出:“根据将来的发展,要考虑长波和超长波发播,其覆盖半径为6000公里。”1967年4月,上海天文台提出在326工程中增设发射长波计划。中国科学院于同年5月上报国家科委,提出在326工程中增设40KW长波发射机请示。国家科委未予答复。1968年8月,中国科学院在论证326工程时,原则同意采取中等功率的发波发射。同年11月,中央军委办事组在中国科学院关于326工程防护要求的请示报告上批示:在工程设计上,要考虑到我国能够制造长波、超长波授时台的设备时,改装成长波、超长波授时台设备。1970年9月,中国科学院再次提出:326工程应立即采用长波授时,并将其列入“四五”规划。1970年10月,8361部队对长波授时台进行调查,并向国防科委提出关于建立低频台问题的报告。国防科委经与中国科学院协商,于1971年7月14日向国务院、中央军委提出“中国科学院迅速着手在陕西天文台增设长波授时台”的报告,并建议列入国家计划。7月25日,李先念副总理批示:“秋里、华堂同志:望切实办一下”。陈华堂同志随即向国防科委和中科院了解情况,并呈报李副总理,提出筹建工作分三步进行:调查研究、搜集资料、提出设计文件;设备研制和基本建设。国防科委、中科院迅速抽调8361部队、8120部队、陕西天文台、上海天文台和北京天文台的领导和科技人员组成调查组,由陕西天文台党委副书记、革委会副主任姜长贵同志任组长,就建立长波授时台有关问题进行深入调查。调查组于1971年8月底和9月初分别提出“关于建立长波授时台的调查情况报告”和“筹建长波授时台方案(草案)”。1972年1月18日,中国科学院、国防科委联合向国家计委提出“关于筹建长波授时台的请示报告”。在这一报告中,中国科学院以长波授时台作为326工程的第二期工程,故确定其代号为3262工程。同年5月,中国科学院向全国无线电管理委员会申请长波授时台使用频率100KHz。全国无线电管理委员会于5月18日批复同意。 

1972年5月16日,中国科学院颁发“中国科学院262工程指挥部”印章,即日启用。指挥部办公地点设在中国科学院院部大楼,指挥部负责人为蔡志鹏、戴仲溶。 

1972年10月,中科院会同国防科委召开长波使用要求会议,听取用户意见,为工程设计提供参考依据。

长波授时台设计方案

讨论长波授时台设计方案过程中,国防科委与空军司令部协商,决定将后者委托海军720研究所设计制造的空军导航试验主台(长河二号)结合建设。1973年2月,国防科委副主任钱学森、中科院负责人武衡共同主持,召集国防科委四局、中科院3262工程指挥部、海军司令部通讯兵部、海军第七研究院的领导开会,商讨合建台的建设问题,取得一致意见,并通过国防科委、中国科学院、空军司令部、海军司令部联合向国务院、中央军委上报的关于长波授时台与长波导航试验台结合建设的请示报告。该报告经武衡(中国科学院负责人)、钱学森(国防科委副主任)、白云(空军司令部副司令员)、潘焱(海军司令部副司令员)签发,于1973年4月28日上报国务院、中央军委。国务院、中央军委于1973年6月16日以国发[1973]72号文批复同意,并指示:在建设步骤上应分两步走,先安装小功率发射台进行试验,以取得经验并解决国防急需,同时安排大功率发射台的研制和基本建设;设计计划任务书送国家计委审批后列入国家计划,合建台的建设由中国科学院负责抓总。 

1973年6月27日,中国科学院党的核心小组会议讨论并原则通过3262工程指挥部(戴仲溶、潘欣法)、陕西天文台(姜长贵、漆贯荣)和计划局(王治国)联合起草的“长波授时台计划设计任务书”文稿,决定长波授时台的建设和陕西天文台现有的天文测量、短波授时等工作合并后,仍名为陕西天文台,由一个班子统一领导;为便于筹建工作的进行,一段时间内,保留3262工程指挥部;会议同意陕西天文台属地师级单位,实行院和陕西省双重领导。

3262工程计划设计任务书

1973年7月10日,中国科学院向国家计委报送“3262工程计划设计任务书”。国家计委于9月3日批复同意按任务书提出的方向任务、科研内容进行工作,人员编制控制在600人以内。   3262工程选址从1973年10月开始,年底结束。经过对蒲城县境及其邻近县城踏勘,并经中国科学院及地方政府批准,确定长波发射台建于蒲城县县城西侧,300KM小功率试验台建于城南501高地,时频基准实验室、科研大楼、台部管理机关和生活区建于临潼县城东侧,天文观测站迁建于临潼县斜口镇。 

1973年12月,中国科学院在北京召开了3262工程任务落实会议,成立由中国科学院、国防科委、空军司令部、海军司令部、陕西省政府有关负责人组成的协调小组协调工程建设中的重大问题。至此,3262工程建设全面展开。第一期工程,包括蒲城小功率发射台机房、35千伏供电系统、临潼的时频主控站、科研大楼、附属工厂、办公楼及生活福利设施等共和50多项,由352部队(国防科委建筑设计所)负责土建工程。陕西天文台和3262工程指挥部组成扩初设计小组,配合8352部队于1974年8月完成第一期工程扩初设计,并经中科院基建局会同国家建委军工局审查批准。第一期工程土建施工由陕西省第三建筑公司承担。 

1974年8月,经国务院批准,中国科学院在北京召开3262工程总体方案论证会。会议由中科院副秘书长郁文主持,钱学森出席会议。《3262工程总体方案》是长波授时台建设的总依据。它由戴仲溶、苗永瑞抓总,指挥部技术人员分工撰写,最后由漆贯荣汇总修定而成。会议审议了该总体方案,原则予以通过,并就某些具体技术、实施计划和任务落实提出了意见。会后,3262工程指挥部、陕西天文台、各参加单位按总体方案要求开始各项建设和设备研制工作。

小长波台

于1976年11月破土兴建,1975年7月完成,720所随即进行机器安装调试,天线架设,并联调成功。1976年5月26日至6月2日,中国科学院由刘华清主持在西安召开小台试播工作会议,确定试播测试方案。 

小长波台于1976年7月开始试播。为了加强和统一小台试播工作的领导,经试播工作会议商定,由空司通信兵部任允中、720所周增德、1022所能浩、陕台李寅张和工程指挥部戴仲溶等同志组成试播领导小组,由戴仲溶同志负责召集在试播领导小组下组成由苗永瑞、吴守贤为组长的技术组,负责技术协调。试播期间,工程指挥部于1978年9月25日至11月25日,在临潼、银川、定襄、酒泉、成都、西昌、大足、当阳等9地15个点上进行飞机搬运原子钟的长波电波传播试验;在20基地东风站——大树理、27基地西昌站——勉宁之间分别进行火车和汽车搬钟试验;1979年4月8日至5月24日,进行重庆——上海沿长江的接收测试;同年9月16日至10月初,进行上海——锦西沿东海、黄海的海上传播测试。远场测试工作由苗永瑞抓总。近场测试及远场测试中的部分工作由吴守贤抓总。除工程指挥部、陕西天文台外,参加测试的单位还有四机部1022所、国防科工委测量通讯总体研究所、西北电讯程学院以及各监测站。测试结果验证了大台建设总体技术方案的可行性。从1979年11月1日起,小长波台开始每天定时发播,呼号为BPL,频率为100KHz。 1980年3月20~25日,中国科学院在西安召开小长波台技术鉴定会,确认小台授时精度达到设计要求,可以正式开展我国的长波授时服务,满足国防急需。小长波台的授时服务由于大台建成试播于1983年5月停止发播,并于1991年9月经中国科学院批准报废。 

一期工程中临潼部分的土建工程于1980年完成,同年10月,台部机关各办事机构、时频基准、各研究室、工厂迁驻临潼新址,天文仪器(光电中星仪、光电等高仪等)迁至新址观测。蒲城部分,经中国科学院批准,定名为陕西天文台二部,县团级建制,在陕台领导下开展各项业务工作。 

长波授时台主体工程(大功率长波发射系统,即二期工程)主要包括发射机房、传输电缆、天线架设等土建工程和所需设备研制。土建工程由西北建筑设计院设计,工艺设计由王治才抓总,陕西省第三建筑公司于1978年5月开始施工,1979年9月完成。3262工程全部土建工程于1983年11月通过国家计委主持的国家验收。二期工程的主要设备由国内研制生产。其中2000KW脉冲发射机网络参数由工程指挥部组织成都电讯工程学院、北京广播器材厂、720所、1022所协作试验取得,四机部761厂按试验参数设计发射机,并加工制作。发射机于1979年11月运进现场,1981年6月完成安装,开始调试。发射天线,经多次论证,最后确定为四塔倒锥形天线,塔高206米,由1022所完成电气性能设计,西北建筑设计院完成结构设计,广播电视部广播设备厂于1981年5月完成加工制作和现场架设。

原子时频基准由陕西天文台负责建立。

陕西天文台从1979年10月1日起,由潘小培抓总,利用四机部768厂和北京大学汉中分校研制的三台铷原子钟和上海市计量局研制的2台氢原子钟,建立了我国独立的原子时间标准,正式出版以原子时为标准的《时间频率公报》;1980年5月,引进3台美国商品铯原子钟参加守时。从1981年1月1日起,陕台原子时AT(CSAO)参加国际原子时系统TAI(BIH);国际时间局在其公报上每月刊布AT(CSAO)结果。 

长波接收机是用户关键设备。工程指挥部原定研制两种接收机:由四机部1017所研制模拟接收机,海军720所研制数字化接收机。720所研制的数字化接收机样机也因存在问题而被撤销。为解决工程急需,工程指挥部张邦信与四机部750厂合作,仿制美国2000C型罗兰—C定时校频接收机,1977年11月完成样机,1978年2月通过四机部和中科院联合鉴定,定名为PO20定时校频接收机,并投入批量生产,提供用户使用。 

按总体方案要求,3262工程分别在乌鲁木齐人卫站、酒泉东同基地、长春人卫站、广州人卫站、云南天文台、北京天文台和上海天文台设立七个电波传播监测站,各监测站的设备购置、人员配备在小台试播联测之前全部建成。 

1983年6月7日,大功率脉冲发射机与天线联调成功,调试中发现发射机可靠性欠佳。为满足应用急需,陕台于同年月7日25日先以半功率试验发播,后由761厂再行调试。1985年5月26日,第二次联调成功后,发射系统正式交付使用。陕西天文台于1985年月7日1日起,以全功率正式试验发播BPL长波授时信号。 

1986年6月16~20日,国家科委主持在临潼召开长波授时台国家级技术鉴定会。鉴定会议认为:长波授时台技术指标达到总体方案设计要求,它的建成把我国授时精度由毫秒量级提高到微秒量级,使我国在原子时授时系统方面进入世界先进行列,填补了我国在授时领域的空白,BPL长波授时台具备正式发播条件。 

1987年1月2日,国家科委为中国科学院、国防科工委、空军司令部、海军司令部、中国科学院陕西天文台颁发“长波授时台”国家级鉴定证书。BPL长波授时台由试播转为每天定时发播,正式开始我国的长波授时服务。   1986年,陕西省决定修建西安——临潼高速公路。斜口天文观测站毗邻拟建高速公路。经与陕西省建委、省交通厅、临潼县政府会商协调,决定天文观测站搬迁另建,斜口站土地、房产转让于省交通厅。省交通厅向陕西天文台提供搬迁建设费432万元。1988年6月,中国科学院西安分院经中国科学院同意,批准陕西天文台天文观测站建于骊山凤凰岭(海拔高度为1014米)。经过调查研究和广泛征求天文界同行意见,陕台决定在新址增设30厘米、1.05米反射望远镜各一台(委托南京天文仪器厂生产)和流星雷达观测站(发射机由761厂生产,接收系统由陕台制)。 

骊山天文观测站新址建设包括:上山道路、水电通讯系统、1.05米望远镜、30厘米望远镜、人卫跟踪径纬仪、水平子午环和光电等高仪等5台天文仪器观测室,以及科普、学术活动和生活设施。工程建设由贾从梧抓总。上山道路路基打凿和路面简单处理于1990年完成。供电线路由二部天线队架设。1.05米望远镜观测室园顶由南京天文仪器厂设计、陕台和天仪厂合作加工制作安装。整个土建工程于1991年完成,天文观测站1991年10月由斜口迁至骊山新址。迁建新址的仪器有:人卫跟踪经纬仪、30厘米反射望远镜,1.05米望远镜于1993年4月,由天仪厂在现场安装。水平子午环安装在台部工作区简易观测室调试。光电等高仪因将搬去俄罗斯参加合作观测研究而未在新址安装。至此,陕西天文台天文台工作在原来基础上又增加了新的观测手段,学科发展上增长出历史天文学、银河系动力学等新的研究领域。   BPM短波授时台始建于60年代,靠山近洞,运行费用高,不便管理;当时采取的电子管发射机在80年代末已被国家废止,维修和部件更换出现困难。1988年12月,陕西天文台提出短波台技术改造方案,中国科学院数理化学局于1989年3月在临潼召开改造方案论证会,认为短波授时台设备更新并搬迁台址是必要的。此后,陕西天文台在1990年、1991年、1992年连续向中国科学院申请短波授时台搬迁改造计划。中国科学院于1993年6月以(93)科发计字0520号文批复同意短波授时台迁建计划,并拨专款552万元实施搬迁改造。改造工程由王治才抓总,技术工作由王玉林负责。

短波授时台搬迁改造的主要内容

台址由唐陵山搬迁至二部工作区,采用脉宽市制式发射机,天线为14~26米自立式铁塔10座和20.5米拉线式铁塔2座,沿用原有频率发射短波时号,增加发播时码信息,整个系统实现计算机自动控制。土建工程和天线架设调调试于1996年7月完成,1997年5月完成发射机安装调试,1998年11月通过中国科学院组织的基建设备验收,1998年12月18日开始试播。

现任领导

陕西天文台台长 黄 俊 (1978.6–1981.10) 

陕西天文台台长 苗永瑞 (1981.10–1987.12) 

陕西天文台副台长(主持工作) 漆贯荣 (1987.12–1989.4) 

陕西天文台台长 漆贯荣 (1989.4–1996.6) 

陕西天文台台长 吴贵臣 (1996.6–1997.10) 

陕西天文台台长 李志刚 (1997.10–2000.12) 

陕西天文台常务副台长(主持工作) 朱 紫 (2000.12–2002.4) 

国家授时中心副主任(主持工作) 郭 际 (2002.5–2004.7) 

国家授时中心主任 郭 际 (2004.7–2006.4) 

学术委员会

主 任:李志刚

副主任:边玉敬 郭 际

委 员:(按姓氏笔画排列)王玉林 王正明 王宏远 刘次沅 乔荣川 吴贵臣 胡永辉 胡进社

秘 书:窦 忠 

学位委员会

 主 任:刘次沅

副主任:吴贵臣

委 员:(按姓氏笔画排列)边玉敬、方 强、朱 紫、吴守贤、周 渭、李志刚、沈凯先

秘 书:张 正

蒲城授时部

在信息化时代的今天,大到国家的运转、小到人们的日常生活都须臾离不开时间这个参数,然而,很少有人知道中国的标准时间、标准频率的信号每天源源不断地来自我国版图中央的一个地方,这就是坐落在陕西渭北高原蒲城县的国家授时中心授时部。国家授时中心授时部地处陕西省蒲城县城西,四座200多米的铁塔直矗云霄,还有壮观的天线群和发射机房,这些设施一直有解放军驻守,后来是一个武警中队。很久以来,周边的老百姓都知道这是保密单位,有个代号叫“326”。上世纪八十年代以后,这个中国的授时台才逐渐为人所知。

从陕西天文台二部到授时部:中国现代无线电授时发端于二十世纪五十年代中国科学院紫金山天文台徐家汇观象台的BPV时号,由于其地处东南一隅,难以适应国家大规模经济建设(特别是大地测量)的需要。1955年全国科技发展12年远景规划中,将筹建“西北授时台”列为重点项目。1965年,国家科委在“我国的综合时号改正数”鉴定书中再次提出“从战略上考虑,建议中国科学院在西部地区从速增设一个授时台”。在“651”计划(发射人造地球卫星计划)的“时间统一勤务系统初步方案”中,国防科委明确提出“在西安地区建立短波授时台,以满足第一颗人卫的需要”的建议,同时提出建立我国长波、超长波授时电台的问题。为此,国家科委于1965年12月12日在科学会堂主持召开“为备战需要应迅速在我国内地建立授时台(时间与频率发讯台)问题座谈会”,会议认为:西北授时台应立即由中国科学院负责进行筹建。1966年3月,中国科学院决定在陕西省关中地区筹建授时台,工程代号为“中国科学院326工程”。1966年11月19日,国家科委批复中国科学院建设陕西天文台。326工程最后选址定于陕西省蒲城县,筹建工作由中国科学院西北分院负责,技术工作由上海天文台负责,主要技术力量从上海天文台、北京天文台、紫金山天文台抽调支援。1968年8月,中国科学院在蒲城召开326工程业务方向论证会,进一步明确326工程以授时为中心,开展世界时、原子时研究;当前采用短波发射时号,并原则采用中等功率的短波发射时号;世界时测时所需仪器设备(光电中星仪、光电等高仪、照相天顶筒等)由南京天文仪器厂等单位合作研制。短波授时系统主要由时间基准系统、授时发播控制系统、发播系统、供配电和供水系统等组成。短波授时台1970年基本建成,经周恩来总理亲自批准于1970年12月15日开始试播。1973年根据远洋授时任务需要进行扩建,增加了远洋授时天线群,发射机由4台增加到13台,最大发播功率增加到150KW。1980年系统通过国家级技术鉴定,并开始执行国家任务。1981年经国务院批准后正式开始我国短波授时服务。1995年对短波授时系统进行了搬迁暨技术升级改造,现短波授时台每天以四种频率连续24小时发播标准时间、标准频率信号。七十年代初,为了适应我国空间技术发展的需要,经原国防科工委和中国科学院共同商定,国务院批准在陕西天文台增设微秒量级的高精度授时系统——长波授时台(BPL),1973年4月28日,中国科学院等四部委联合向国务院上报关于建设“长波授时台”的申请,得到国务院批准,并由中国科学院抓总建设,工程代码为“3262工程”。该工程调动全国近四十个单位科研人员,参加工程的研究攻关工作。1978年中功率长波台建成试播, 1983年大功率长波台联调成功并开始授时服务,1986年通过国家级技术鉴定。长波授时台的建成使我国陆基无线电授时服务手段达到国际先进水平,该项成果荣获1988年国家科技进步一等奖,并作为国家重大科技成果参加了建国35周年天安门庆典活动。八十年代初,考虑到时间比对工作收发讯等技术要求,以及授时信号监测和国际合作等需要,陕西天文台将天文观测、时间基准、研究机构和管理机关迁往临潼,蒲城成为以长短波授时台为主的陕西天文台二部,至2001年改称“中科院国家授时中心授时部”。

现状:多波段的时号发播

目前,蒲城授时部有BPM短波授时台、BPL长波授时台、BPC低频时码试验台、发播监控室和动力站(维护一座35KV专用变电站和11千米10KV高压线路)。BPM短波授时系统采用四种频率(2.5MHz、5MHz、10MHz、15MHz)同时保证三种频率每日24小时连续不间断地发播协调世界时UTC和世界时UT1秒信号及标准频率信号。我国地域辽阔、海岸线绵长,且为发展中国家,目前阶段来看,短波授时仍然是经济实用的毫秒级精度的授时手段,国家授时中心的短波授时手段在国防、电力、测绘、地震、通讯等领域拥有众多用户。BPL长波授时系统以载波频率100KHz从13:30至21:30每天8小时发播授时信号。长波授时以微秒量级的高精度定时精度在航天、国防、电力、通信等领域拥有重要固定用户。BPL长波授时系统建于二十世纪七十年代,由于受国外技术封锁和国内工业制造水平和其它条件限制,存在固有缺陷,发射系统采用的是电子管发射机,技术落后,设备老化,不能24小时连续发播,制约了系统性能的发挥,也限制了系统功能和信息量的增加,同时,二十几年的连续运行也累积形成了一些安全隐患。2006年,经中国科学院批准开始对其进行现代化技术改造,计划2009年改造完成,实现连续24小时发播,并增加时码和差分导航等信息发播,同时研制相应的小型便捷数字化接收设备。上世纪九十年代,国家授时中心与企业联合在蒲城建设了“BPC低频时码试验发播台”,发射功率50千瓦,与BPL长波台共用一副天线,进行68.5KHz低频时码发播试验,2007年,已经在河南商丘建成连续发播的新低频时码授时台。用户可接收全时码信息,定时精度亚毫秒量级,电波钟表就是其终端产品之一。 长、短波授时系统自七十年代初正式承担我国标准时间、标准频率发播任务以来,为我国国民经济发展、国防建设、国家安全等诸多行业和部门(如大地测量、地震监测预报、地质矿产勘探、电力传输、交通、通信、科学研究等)提供了可靠的高精度授时服务,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和国防试验做出了重要贡献。系统建成三十多年来,为国家培养了一支时间频率研究的科技队伍,取得科技成果奖130多项,完成了一百多次重大火箭、卫星发射任务的时间保障,多次受到国家有关部门嘉奖。

未来:天地结合、立体授时

高精度授时校频信号广泛应用于测绘、地震、交通、通信、金融、电力、气象、地质、信息安全、空间技术等诸多行业和部门,特别是在以卫星发射、火箭试验为代表的航天技术领域,对高精度时间系统有着十分重要的需求。自二十世纪九十年代开始,以GPS全球定位系统为代表的卫星授时技术迅速发展,能够提供高精度远程无线电时间比对和频率校准的手段已呈现多元化。我国也在积极发展自主的卫星导航定位和授时系统。但是,我们也清醒地看到卫星授时存在的技术风险和安全风险,如GPS信号易于受到非故意的人为干扰(如电视信号发射)和自然干扰(如太阳磁暴);也易于受到故意的干扰(如信道阻塞);要接收GPS信号卫星必须在视野之内,导致在城市建筑群、峡谷和丛林等环境下的可用性下降。另外,GPS、GLONASS等系统掌握在别国手中,其安全风险不可低估。从世界范围看,近年来,美国、俄罗斯和欧盟等都在重新评价陆基导航授时系统的作用,并持续增加对陆基系统的投入。在这种情况下,可以预见未来相当长时间,BPL、BPM长短波陆基无线电授时系统依然是我国主要的自主授时手段,因此,对其进行现代化技术改造完全必要和适合,其作为我国授时体系的重要组成部分,必将继续发挥不可替代的作用,为国民经济发展和国防现代化建设作出贡献。长短波授时系统在稳定发播基础上,对其不断完善和改进,更新升级发播及控制系统,增加发播信息量,实现连续发播,扩大覆盖疆域,以保证在我国完备的卫星系统建成之前,为国家提供可靠的高精度授时保障。在卫星系统建成之后,以BPL和BPM为主的无线电陆基系统授时系统与之相互冗余,构成导航、定位、授时的组合系统,形成天地结合、全方位立体的国家时间服务体系。

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