问题:时间是现代社会运行的“隐形基础设施”。
从卫星导航增强、5G/6G网络同步,到电网调度、金融交易对时,再到深空探测与前沿科学实验,高精度、高可靠授时需求快速增长。
传统以卫星为主的时间服务虽覆盖广,但在复杂电磁环境、遮挡场景以及对连续性与抗干扰能力要求更高的应用中,亟需地面手段形成补强与备份,构建更安全、更稳健的国家时间频率保障体系。
原因:光纤授时具有稳定、低时延、抗干扰强等优势,但要在超长距离实现皮秒量级的高精度传递,必须解决光纤链路损耗累积、温度与应力引起的时延波动、复杂网络节点带来的噪声叠加等技术难题。
同时,全国范围的系统化组网不仅是单点技术突破,更考验工程组织能力、链路资源统筹、沿线站点协同和标准化运行保障。
此次“高精度地基授时系统”以国家重大科技基础设施建设为牵引,通过主干链路成环布局、双向传递与站点网络化部署,形成可持续运行的工程体系,为大尺度高精度授时提供了可复制的技术与工程路径。
影响:据了解,该系统已完成西安—北京、西安—兰州、西安—贵阳、西安—合肥、武汉—广州、上海—广州6条双向光纤授时环路建设,单向线路总长度约10188公里,覆盖沿途144个授时站点,可提供溯源于国家标准时间的高精度IPPS时间信号及时码信号。
2025年11月,经中国信息通信研究院现场检测,链路时间同步偏差均优于50皮秒(设计指标为100皮秒),秒级时间传递稳定度(TDEV)优于15皮秒(设计指标为30皮秒),日时间传递稳定度(TDEV)优于10皮秒(设计指标为10皮秒)。
这意味着我国在万公里尺度高精度光纤时间传递方面实现系统性跨越,形成贯通东西、连接南北的高精度光纤授时骨干能力,并已服务国家相关基础设施建设。
对经济社会而言,更高精度、更可控的时间基准将提升网络与工业系统的协同效率,降低关键业务对时误差带来的风险;对国家安全而言,多路径、多手段的时间保障体系将增强关键领域的韧性与抗风险能力。
对策:面向规模化应用,高精度授时系统建设需要从“建成可用”迈向“稳定好用、可管可控”。
一是推动授时链路与通信、能源等现有基础设施协同规划,提升干线、环路与关键节点冗余,增强容灾与连续供时能力。
二是完善授时服务标准与质量评估体系,推动时间信号的接口规范、校验机制、运行监测与故障处置流程一体化,形成可持续运维能力。
三是加快行业应用的试点验证与推广,将高精度授时从科研与重点工程延伸到更广泛的产业场景,促进授时能力与北斗增强、移动通信同步、智能电网调度、金融基础设施等系统深度融合。
四是强化关键器件与核心算法的自主可控与产业配套,形成从链路设备、站点终端到综合监控平台的完整生态,降低建设与维护成本,提升规模化部署效率。
前景:随着新型信息基础设施加速演进,网络同步精度、跨域协同能力与系统安全性要求将进一步提升。
万公里级高精度光纤授时网络的建成,为我国构建“天地一体、地面为基、多源融合”的时间服务体系奠定重要基础。
未来,通过与卫星授时、区域基准站、行业专网等手段互为补充,并在重点城市群、关键走廊与国家重大工程中加密部署,我国有望形成覆盖更广、精度更高、韧性更强的国家时间频率公共服务能力,为数字经济、先进制造、空天探测与国防建设提供更坚实的时间底座。
时间是自然界最基本的参数,也是人类社会运转的基础。
从古代的日晷到现代的原子钟,人类对时间测量精度的追求从未停止。
中国科学院国家授时中心建成的高精度地基授时系统,代表了当今世界时间频率技术的先进水平,是我国科技自主创新的重要成果。
这一系统的建成投用,不仅填补了我国在这一领域的空白,更为国家安全、经济发展和科技进步提供了可靠的时间基础设施支撑。
随着该系统的不断完善和应用范围的扩大,必将在推动我国高质量发展、保障国家安全中发挥越来越重要的作用。