歷史上,時間曾由天文觀測確定,但隨著時間計量從天文秒向原子秒的演進,全球標準時間的維護職責逐漸從天文機構轉移至計量機構。相應地,國際計量局則負責維護全球統一的國際原子時TAI及其衍生出的協調世界時UTC(其中UTC還需根據需要進行閏秒調整),而各國或地區自行建立的原子時則被稱為地方原子時,標識為TA(k)或UTC(k),k代表各自守時實驗室的編號,UTC(k)需與UTC保持同步。 中國計量院建立并保持的本地協調世界時UTC(NIM),是協調世界時UTC的一種本地化實現,是我國的時間頻率計量基準,而北京時間則是UTC加上8小時的時差。

計量院自1980年起建立了地方原子時系統,并于次年通過國家鑒定,1983年原國家計量局授權其作為我國時間頻率傳遞的工作基準。TA(NIM)與UTC(NIM)的生成過程與國際原子時類似,均依賴于多臺高精度原子鐘的加權平均計算,形成極為穩定的時間尺度。這些時間的準確度通過雙重途徑校準:一是利用國內自主研發的國家時頻基準設備,二是通過比對國際原子時來實現。通過國際原子時比對來校準為主要校準手段。至2004年,計量院采用包括3臺銫原子鐘和2臺氫原子鐘在內的5臺原子鐘守時,它們均被安置在精密控制的恒溫、屏蔽環境中。北京時間通過電視、互聯網及電話網絡等多種渠道向全國范圍傳遞,與此同時,也在開展用GPS共視法進行遠距離高精度傳遞研究。

2012年,中國計量院于昌平院區建立了新的國家原子時標基準裝置。該基準裝置引入了先進的原子時計算方法,擴建了守時鐘組(6臺氫原子鐘和7臺銫原子鐘)順利完成了新舊時間標準裝置的無縫對接,UTC與UTC(NIM)偏差在10納秒以內,達到了國際先進水平。新UTC(NIM)時間基準積極參與國際原子時合作,確保了時間的國際可溯源性,并對協調世界時UTC的發展做出了顯著貢獻,同時作為國內時間頻率量值體系的源頭,提供了穩定、精確且可靠的基準時標。2016年,與噴泉團隊共同完成的“新一代國家時間頻率基準的關鍵技術與應用”項目榮獲國家科學技術進步一等獎。

此外,中國計量院于2013年憑借基于載波相位技術的方案,主導了歐亞四國間的銫原子噴泉鐘國際比對項目,這標志著中國首次在國際舞臺上成功主導實施了基準鐘的跨國比對。2014年,中國計量院被BIPM認定為全球九家一級GNSS時間傳遞鏈路校準實驗室之一,承擔起亞太區域內二類實驗室的校準任務,進一步鞏固了計量院在全球時間傳遞與校準領域的權威地位。

中國計量院所維護的銫噴泉鐘秒長國家計量基準和國際原子時合作返回的UTC-UTC(NIM)數據對原子時標國家計量基準UTC(NIM)進行駕馭(校準),確保了UTC(NIM)的準確性與穩定性。,目前UTC(NIM)與UTC之間的偏差被嚴格控制在±3納秒以內,合成標準不確定度優于2納秒。(作者:中國計量科學研究院 張越)

來源: 原創