中心介紹
國家授時中心承擔著我國的標準時間的產生、保持和發播任務,其授時系統是國家不可缺少的基礎性工程和社會公益設施,並被列為由國家財政部專項經費支持的國家重大科學工程之一。自七十年代初正式承擔我國標準時間、標準頻率發播任務以來,為我國國民經濟發展、國防建設、國家安全等諸多行業和部門提供了可靠的高精度的授時服務,基本滿足了國家的需求。特別是為以國家的火箭、衛星發射為代表的航天技術領域、常規及戰術、戰略武器試(實)驗做出了重要貢獻。 相應開展的時間頻率研究工作,則緊緊圍繞國防和國民經濟高速發展對時頻領域提出新的手段和更高精度的需求而開展,如在守時理論與方法、時間頻率測量與控制、時間傳遞與同步、新的授時手段拓展、國際間遠距離高精度時間傳遞與比對,時間尺度與頻率標準、用戶時間系統終端研製與開發等方面做了大量的基礎與套用研究工作,取得了許多理論與技術成果,帶動了我國該領域的進步與發展,逐漸形成了具有自身優勢和國際影響的時間頻率研究、服務、發展中心。
國家授時中心前身是陝西天文台,1966年經國家科委批准籌建,1970年經周恩來總理批准短波授時台試播 ,1981年經國務院批准正式發播標準時間和頻率信號;七十年代初,為適應我國戰略武器發射、測控和空間技術發展的需要,經國務院和中央軍委批准,在陝西天文台增建長波授時台(BPL),1986年通過由國家科委組織的國家級技術鑑定後正式發播標準時間、標準頻率信號。
國家授時中心(陝西天文台)本部地處我國中部腹地——陝西臨潼,這裡承擔著我國標準時間的產生、保持任務,並採用多種手段與國際時間保持同步,同時這裡擁有一支時頻領域的科研隊伍。授時台位於陝西蒲城,主要有短波和長波專用無線電標準時間標準頻率發播台(代號分別為BPM和BPL)
研究領域
國家授時中心負責確定和保持的我國原子時系統TA(CSAO)和協調世界時UTC(CSAO)處於國際先進水平,並代表我國參加國際原子時合作。它是由一組高精度銫原子鐘通過精密比對和計算實現,並通過GPS共視比對、衛星雙向法(TWSTFT)比對等手段與國際原子時間標準相聯繫,對國際原子時的保持做出貢獻,目前的穩定度為10-14,準確度為10-13。
短波授時台(BPM)每天24小時連續不斷地以四種頻率(2.5M,5M,10M,15M,同時保證3種頻率)交替發播標準時間、標準頻率信號,覆蓋半徑超過3000公里,授時精度為毫秒(千分之一秒)量級;長波授時台(BPL)每天定時發播載頻為100KHz的高精度長波時頻信號,地波作用距離1000-2000公里,天地波結合,覆蓋全國陸地和近海海域,授時精度為微秒(百萬分之一秒)量級。BPL長波授時系統的建立,將我國授時精度由毫秒量級提高至微秒量級,使我國授時技術邁入世界先進行列,該項目1988年榮獲國家科技進步一等獎。
國家授時中心除了開展時間頻率研究工作和常規的授時發播工作外,同時也面向各類時間用戶,進行系統設計、諮詢和相關設備的研製,滿足了各行業、各領域時間用戶的需求,為國民經濟發展做出了重要貢獻。
取得成績
三十多年來,國家授時中心(陝西天文台)在時頻技術研究領域獲得重大科技成果獎130餘項,為國家國防試驗、空間技術、測繪、地震、交通、通信、氣象、地質等諸多行業和部門提供了可靠的高精度授時服務。特別是在以衛星發射、火箭試驗為代表的我國航天技術發展中做出了重大貢獻。自系統建成後,為國家星箭發射、戰略武器試驗提供了準確可靠的時間頻率信號,保證了百餘次重大任務的順利完成,多次受到國務院、中央軍委、總裝備部賀電嘉獎。
隨著國家知識創新體系在中國科學院率先試點工作的開始,作為國家授時中心,陝西天文台所承擔的國家任務和開展的研究工作得到了國家和科學院的重視和肯定,作為首批試點單位進入了科學院知識創新試點工程,並於2001年3月經中央機構編制委員會批准正式更名為中國科學院國家授時中心。
國家授時中心正在按照中國科學院知識創新試點工作的部署,進一步凝練和提升科技創新目標,積極推進體制改革和機制轉換,努力加強人才培養和科研隊伍建設,從國家戰略和安全高度出發,瞄準時間頻率學科前沿,積極進行時頻創新研究,把國家授時中心建設成為我國時頻基準、授時服務和授時新技術研究的創新和發展基地,使我國的授時服務和時頻研究水平整體躋身世界先進行列,使國家授時中心真正成為國家的關鍵技術基礎設施、重要戰略資源和國民經濟持續發展的科技支撐。
發展歷程
中國科學院陝西天文台始建於1966年。它是以時間頻率研究、授時服務為主,同時開展天體測量學、太陽物理、日地關係、天體力學、人造衛星觀測與研究的綜合性天文研究機構。全台分設台本部和授時部兩部分。台本部包括時頻主控系統、科研實驗室、天文觀測站和領導管理機關,駐陝西省西安市臨潼區。授時部(即二部)為長波和短波授時電台,位於陝西省蒲城縣境。
中國現代無線電授時發端於中國科學院紫金山天文台徐家匯觀象台的BPV時號。雖然該時號滿足了當時國家建設的部分需要,但是它偏處東南一隅,布局不合理,難以適應國家大規模經濟建設(特別是大地測量)的需要。因此,在1955年全國科技發展12年遠景規劃中,天文學科將籌建西北授時台列為重點項目。中國科學院於同年派員赴西北考察,在蘭州選定新建授時台台址,併購置部分設備。1956年,原蘇聯A.A.米哈依洛夫院士(普爾柯沃天文台台和)和B.謝克洛夫(塔什乾天文台台長,授時專家)來華考察,認為蘭州是地震活動區,不宜建授時台。中科院因此暫停執行在蘭州建立授時台的計畫,所購置的設備用於1958年開始籌建的北京天文台的沙河時間工作站。1965年,國家科委在“我國的綜合時號改正數”鑑定書中再次提出:“從戰略上考慮,建議中國科學院在西部地區從速增設一個授時台”中國科學院考慮到國防部門的需要,於同年8月28日又選派上海天文台和天津緯度站的領導及科技人員組成西北授時台(暫名)選址工作組,再赴新疆、青海、甘肅、陝西考察選址,並確定陝西省武功縣楊陵鎮為預選台址。
我國繼第一顆核子彈試驗成功之後
在此期間,我國繼第一顆核子彈試驗成功之後,正抓緊進行人造衛星和戰略武器運載工具發射試驗準備。在“651”計畫(發射人造地球衛星計畫)的“時間統一勤務系統的初步方案”中,國防科委明確提出“在西安地區建立短波授時台以滿足第一顆人造衛星的需要”的建議,同時提出建立我國長波、超長波電台的問題。為此國家科委岳志堅副主任於1965年12月12日在科學會堂主持召開“為備戰需要應迅速在我國內地建立授時台(時間與頻率發訊台)問題”座談會。座談會上,總參測繪局楊磊光同志介紹總參謀部曾於1965年12月6日召集陸、海空三軍各兵種、大基地代表開了會,對時間與頻率工作提出了具體要求,從兼顧戰時與平時使用部門的需要出發,認為內地授時台的台址選在西安與蘭州之間較為適宜。經過討論,參加座談會的同志一致認為:西北授時台應立即進行籌建,該台應包括時間與頻率工作,由中國科學院負責籌建;對於科學院初選台址(陝西省武功縣地區),有的同志認為“靠近西安,恐不夠安全”。
1965年12月31日,中國科學院就建立內地授時台問題在“651”方案論證上提出四條建議,指出西北授時台不僅包括授時工作,今後還要開展天文方面的其它工作;台址選擇要靠近人衛地面系統控制計算中心的位置,該中心已初步確定在西安地區。
1966年2月7日,上海天文台受中國科學院委託提出《西北授時台(暫名)籌建方案》和《西北授時台(暫名)第一期基本建設設計任務書》。同年3月,中國科學院決定在陝西省關中地區籌建授時台。該台屬“三線”單位,代號為“中國科學院326工程”,縣團級建制,黨政關係歸地方領導,籌建工作由中國科學院西北分院負責,技術工作由上海天文台負責,主要技術力量從上海天文台、北京天文台、紫金山天文台抽調支援。1966年4月19日,中國科學院向國家科委、國家計委報送《西北授時台基建設計任務書》,授時台建設地點為陝西省武功縣。同年6月,根據陝西省軍區的意見,授時台台址改定在陝西省蒲城縣境。1966年9月12日,中國科學院重新向國家科委、國家計委報送改稱為西北天文台的基建設計任務書,提出“經與有關國防部門研究,並經我院研究,決定從速在我國西北地區增設一個完整的授時台,定名為‘西北天文台’。該台主要任務為天體測量,以開展時間和頻率為重點,┅┅,相應開展星表、緯表研究、人造衛星觀測和用衛星確定地面絕對坐標的研究,與全國天文台合作建立我國獨立自主的天體測量體系。”西北天文台人員編制定為125人。國家科委於1966年11月29日批覆同意。
中國科學院隨即研究決定
抽調上海天文台徐德勛、苗永瑞等同志,西北分院抽調李寅張等現場組成326工程籌建處,並借調上海天文台、北京天文台、紫金山天文台部分技術人員負責籌建中的技術工作。籌建處於1966年10月17日起對外辦公並啟用公章,辦公地點暫設在中國科學院西北分院,後於1967年6月13日遷駐蒲城。
326工程在蒲城縣境的具體建設地點,開始選在縣城東側,後改為城南401高地和501高地,最後按“靠山進洞”的備戰要求決定短波發射台建於縣城西北西山腳下唐憲宗景陵附近,收訊、天文觀測和生活區建於縣城西南楊莊大隊。326工程的土建工程由建工部西北工業建築設計院設計,建工部5局7公司施工,山洞打挖由工程兵設計院設計,工程兵5師116團負責施工。
1967年8月,中國科學院計畫局在北京召開326工程協作會議,成立協作組,統一協調工程建設涉及的問題。1968年8月,中國科學院在蒲城召開326工程業務方向論證會,進一步明確326工程以授時為中心,開展世界時、原子時研究;目前採用短波發射時號,並原則同意採用中等功率的長波發射時號;世界時測時所需儀器設備(光電中星儀、光電等高儀、照相天頂筒等)由南京天文儀器廠等單位合作研製,326工程派員參加研製。
短波發射系統於1970年基本建成
同年12月初,中國科學院在蒲城召開試播工作會議,並於10月17日上報國務院,請求試播。在這個檔案中,中國科學院將326工程定名為中國科學院陝西天文台。周恩來總理在此檔案上作了如下批示:
中國科學院黨的核心小組:
這一與上海天文台互相配合的陝西天文台,在緊急情況下還要代替上海天文台的時間頻率發播工作,不知現在所定的呼號、頻率與國際標準有無衝突,對通信對象有無不便,均請科學院再加說明。如無不便,可否從十二月十日起試用,1971年1月1日起正式公開啟用,亦請報復。
周恩來2/12.70
中國科學院於12月3日就上述批示作了報告,並建議12月15日開始試播。周總理於12月5日批示“照辦”。於是中國科學院陝西天文台短波授時台於1970年12月15日開始試播。電台呼號為BPM,發播頻率為2.5,5.0,10.0,15.0MHz。試播工作由吳守賢抓總,歷時三年。
籌建太陽物理和射電天文觀測系統
在此期間,陝西天文台在籌建天文時間緯度、人造衛星觀測系統的同時,又根據中國科學院“四五”規劃,籌建太陽物理(色球望遠鏡)和射電天文觀測系統。後經中國科學院天文系統調整,專門為陝西天文台研製的照相天頂筒調配天津糾度站,太陽色球望遠鏡調配烏魯木齊人衛站,陝台自行研製的7.5厘米和3.2厘米射電望遠鏡調撥雲南天文台。這樣,到20世紀70年代末,陝西天文台天文觀測儀器僅有用於天文時緯觀測的光電中星儀、光電等高儀和用於人衛觀測的光學跟蹤列印經緯儀,天文工作基本上局限於天體測量學、天體力學和部分太陽物理學的觀測研究。
在短波授時台試播期間
中國科學院組織上海、北京、紫金山、雲南天文台、測地所武昌時辰站、烏魯木齊人衛站配合陝台進行長時間接收監測,陝台還派員赴喀什、海拉爾等地接收監測。監測結果表明:發射功率小,信號波形未達到設計要求,信號有效覆蓋半徑僅為2000公里左右。這說明在建設過程中將天線原設計高度由30~60米改為10米的小天線方案是不成功的。1973年8月,中國科學院組織有關專家對BPM短波授時台進行技術審查,確認了這些問題,並提出擴建建議。擴建內容包括:加大發射機功率,增加4台50KW發射機;恢復30~60米高鐵塔天線,並增加天線鐵塔數量,使之形成天線陣;時間基準由現用石英鐘英鍾逐步採用原子鐘,並建立原子時基準。1973年12月,BPM短波授時台停播,實施擴建。
擴建期間
科委要求中國科學院在短波授時中增加遠洋授時服務,以滿足“718工程”需要。1975年1月,中國科學院決定在BPM短波台擴建中增加3台50KW發射機和相應的多副定向天線,並新建洞外發射機房。
擴建工程於1978年完成,1979年重新試播。試播期間圓滿完成我國向太平洋預定海域發射遠程運載火箭試驗中的授時任務。1980年12月,中國科學院在臨潼召開了BPM短波授時台鑑定會。鑑定會認為,BPM短波授時台達到設計要求,可以交付國家使用。
1981年2月,中國科學院就BPM短波授時台正式發播問題向國務院提出請示報告。國務院同意從1981年7月1日起,BPM短波授時台正式承擔發播我國短波時號任務,屆時上海天文台停止BPV時號發播。
建議建立長波、超長波授時台“651”工程
早在蘊釀籌建西北授時台過程中,國防部門就建議建立長波、超長波授時台“651”工程“時間統一勤務系統初步方案”把採用長波授時,在西安地區建立以原子標準為基礎的長波授時台列為最佳方案。1965年12月,國家科委主持的座談會提出“我國目前需要儘快解決發播超長波時間頻率訊號問題”,要求中國科學院負責儘快與有關單位聯繫,遇到問題“應及時向科委反映”。中國科學院在1965年12月31所提四條建議中提出“內地授時台已初步選址,在安排中由於對超長波用途的迫切性了解不夠,該項工作未列入預算中。若超長波、短波電台一起進行投資,我院無力負擔,希國家另行撥款。”1966年,總參再次提出:“根據將來的發展,要考慮長波和超長波發播,其覆蓋半徑為6000公里。”1967年4月,上海天文台提出在326工程中增設發射長波計畫。中國科學院於同年5月上報國家科委,提出在326工程中增設40KW長波發射機請示。國家科委未予答覆。1968年8月,中國科學院在論證326工程時,原則同意採取中等功率的發波發射。同年11月,中央軍委辦事組在中國科學院關於326工程防護要求的請示報告上批示:在工程設計上,要考慮到我國能夠製造長波、超長波授時台的設備時,改裝成長波、超長波授時台設備。1970年9月,中國科學院再次提出:326工程應立即採用長波授時,並將其列入“四五”規劃。1970年10月,8361部隊對長波授時台進行調查,並向國防科委提出關於建立低頻台問題的報告。國防科委經與中國科學院協商,於1971年7月14日向國務院、中央軍委提出“中國科學院迅速著手在陝西天文台增設長波授時台”的報告,並建議列入國家計畫。7月25日,李先念副總理批示:“秋里、華堂同志:望切實辦一下”。陳華堂同志隨即向國防科委和中科院了解情況,並呈報李副總理,提出籌建工作分三步進行:調查研究、蒐集資料、提出設計檔案;設備研製和基本建設。國防科委、中科院迅速抽調8361部隊、8120部隊、陝西天文台、上海天文台和北京天文台的領導和科技人員組成調查組,由陝西天文台黨委副書記、革委會副主任姜長貴同志任組長,就建立長波授時台有關問題進行深入調查。調查組於1971年8月底和9月初分別提出“關於建立長波授時台的調查情況報告”和“籌建長波授時台方案(草案)”。1972年1月18日,中國科學院、國防科委聯合向國家計委提出“關於籌建長波授時台的請示報告”。在這一報告中,中國科學院以長波授時台作為326工程的第二期工程,故確定其代號為3262工程。同年5月,中國科學院向全國無線電管理委員會申請長波授時台使用頻率100KHz。全國無線電管理委員會於5月18日批覆同意。
1972年5月16日,中國科學院頒發“中國科學院262工程指揮部”印章,即日啟用。指揮部辦公地點設在中國科學院院部大樓,指揮部負責人為蔡志鵬、戴仲溶。
1972年10月,中科院會同國防科委召開長波使用要求會議,聽取用戶意見,為工程設計提供參考依據。
長波授時台設計方案
討論長波授時台設計方案過程中,國防科委與空軍司令部協商,決定將後者委託海軍720研究所設計製造的空軍導航試驗主台(長河二號)結合建設。1973年2月,國防科委副主任錢學森、中科院負責人武衡共同主持,召集國防科委四局、中科院3262工程指揮部、海軍司令部通訊兵部、海軍第七研究院的領導開會,商討合建台的建設問題,取得一致意見,並通過國防科委、中國科學院、空軍司令部、海軍司令部聯合向國務院、中央軍委上報的關於長波授時台與長波導航試驗台結合建設的請示報告。該報告經武衡(中國科學院負責人)、錢學森(國防科委副主任)、白雲(空軍司令部副司令員)、潘焱(海軍司令部副司令員)簽發,於1973年4月28日上報國務院、中央軍委。國務院、中央軍委於1973年6月16日以國發[1973]72號文批覆同意,並指示:在建設步驟上應分兩步走,先安裝小功率發射台進行試驗,以取得經驗並解決國防急需,同時安排大功率發射台的研製和基本建設;設計計畫任務書送國家計委審批後列入國家計畫,合建台的建設由中國科學院負責抓總。
1973年6月27日,中國科學院黨的核心小組會議討論並原則通過3262工程指揮部(戴仲溶、潘欣法)、陝西天文台(姜長貴、漆貫榮)和計畫局(王治國)聯合起草的“長波授時台計畫設計任務書”文稿,決定長波授時台的建設和陝西天文台現有的天文測量、短波授時等工作合併後,仍名為陝西天文台,由一個班子統一領導;為便於籌建工作的進行,一段時間內,保留3262工程指揮部;會議同意陝西天文台屬地師級單位,實行院和陝西省雙重領導。
3262工程計畫設計任務書
1973年7月10日,中國科學院向國家計委報送“3262工程計畫設計任務書”。國家計委於9月3日批覆同意按任務書提出的方向任務、科研內容進行工作,人員編制控制在600人以內。3262工程選址從1973年10月開始,年底結束。經過對蒲城縣境及其鄰近縣城踏勘,並經中國科學院及地方政府批准,確定長波發射台建於蒲城縣縣城西側,300KM小功率試驗台建於城南501高地,時頻基準實驗室、科研大樓、台部管理機關和生活區建於臨潼縣城東側,天文觀測站遷建於臨潼縣斜口鎮。
1973年12月,中國科學院在北京召開了3262工程任務落實會議,成立由中國科學院、國防科委、空軍司令部、海軍司令部、陝西省政府有關負責人組成的協調小組協調工程建設中的重大問題。至此,3262工程建設全面展開。第一期工程,包括蒲城小功率發射台機房、35千伏供電系統、臨潼的時頻主控站、科研大樓、附屬工廠、辦公樓及生活福利設施等共和50多項,由352部隊(國防科委建築設計所)負責土建工程。陝西天文台和3262工程指揮部組成擴初設計小組,配合8352部隊於1974年8月完成第一期工程擴初設計,並經中科院基建局會同國家建委軍工局審查批准。第一期工程土建施工由陝西省第三建築公司承擔。
1974年8月,經國務院批准,中國科學院在北京召開3262工程總體方案論證會。會議由中科院副秘書長郁文主持,錢學森出席會議。《3262工程總體方案》是長波授時台建設的總依據。它由戴仲溶、苗永瑞抓總,指揮部技術人員分工撰寫,最後由漆貫榮匯總修定而成。會議審議了該總體方案,原則予以通過,並就某些具體技術、實施計畫和任務落實提出了意見。會後,3262工程指揮部、陝西天文台、各參加單位按總體方案要求開始各項建設和設備研製工作。
小長波台
於1976年11月破土興建,1975年7月完成,720所隨即進行機器安裝調試,天線架設,並聯調成功。1976年5月26日至6月2日,中國科學院由劉華清主持在西安召開小台試播工作會議,確定試播測試方案。
小長波台於1976年7月開始試播。為了加強和統一小台試播工作的領導,經試播工作會議商定,由空司通信兵部任允中、720所周增德、1022所能浩、陝台李寅張和工程指揮部戴仲溶等同志組成試播領導小組,由戴仲溶同志負責召集在試播領導小組下組成由苗永瑞、吳守賢為組長的技術組,負責技術協調。試播期間,工程指揮部於1978年9月25日至11月25日,在臨潼、銀川、定襄、酒泉、成都、西昌、大足、當陽等9地15個點上進行飛機搬運原子鐘的長波電波傳播試驗;在20基地東風站——大樹理、27基地西昌站——勉寧之間分別進行火車和汽車搬鍾試驗;1979年4月8日至5月24日,進行重慶——上海沿長江的接收測試;同年9月16日至10月初,進行上海——錦西沿東海、黃海的海上傳播測試。遠場測試工作由苗永瑞抓總。近場測試及遠場測試中的部分工作由吳守賢抓總。除工程指揮部、陝西天文台外,參加測試的單位還有四機部1022所、國防科工委測量通訊總體研究所、西北電訊程學院以及各監測站。測試結果驗證了大台建設總體技術方案的可行性。從1979年11月1日起,小長波台開始每天定時發播,呼號為BPL,頻率為100KHz。1980年3月20~25日,中國科學院在西安召開小長波台技術鑑定會,確認小台授時精度達到設計要求,可以正式開展我國的長波授時服務,滿足國防急需。小長波台的授時服務由於大台建成試播於1983年5月停止發播,並於1991年9月經中國科學院批准報廢。
一期工程中臨潼部分的土建工程於1980年完成,同年10月,台部機關各辦事機構、時頻基準、各研究室、工廠遷駐臨潼新址,天文儀器(光電中星儀、光電等高儀等)遷至新址觀測。蒲城部分,經中國科學院批准,定名為陝西天文台二部,縣團級建制,在陝台領導下開展各項業務工作。
長波授時台主體工程(大功率長波發射系統,即二期工程)主要包括發射機房、傳輸電纜、天線架設等土建工程和所需設備研製。土建工程由西北建築設計院設計,工藝設計由王治才抓總,陝西省第三建築公司於1978年5月開始施工,1979年9月完成。3262工程全部土建工程於1983年11月通過國家計委主持的國家驗收。二期工程的主要設備由國內研製生產。其中2000KW脈衝發射機網路參數由工程指揮部組織成都電訊工程學院、北京廣播器材廠、720所、1022所協作試驗取得,四機部761廠按試驗參數設計發射機,並加工製作。發射機於1979年11月運進現場,1981年6月完成安裝,開始調試。發射天線,經多次論證,最後確定為四塔倒錐形天線,塔高206米,由1022所完成電氣性能設計,西北建築設計院完成結構設計,廣播電視部廣播設備廠於1981年5月完成加工製作和現場架設。
原子時頻基準由陝西天文台負責建立。
陝西天文台從1979年10月1日起,由潘小培抓總,利用四機部768廠和北京大學漢中分校研製的三台銣原子鐘和上海市計量局研製的2台氫原子鐘,建立了我國獨立的原子時間標準,正式出版以原子時為標準的《時間頻率公報》;1980年5月,引進3台美國商品銫原子鐘參加守時。從1981年1月1日起,陝台原子時AT(CSAO)參加國際原子時系統TAI(BIH);國際時間局在其公報上每月刊布AT(CSAO)結果。
長波接收機是用戶關鍵設備。工程指揮部原定研製兩種接收機:由四機部1017所研製模擬接收機,海軍720所研製數位化接收機。720所研製的數位化接收機樣機也因存在問題而被撤銷。為解決工程急需,工程指揮部張邦信與四機部750廠合作,仿製美國2000C型羅蘭—C定時校頻接收機,1977年11月完成樣機,1978年2月通過四機部和中科院聯合鑑定,定名為PO20定時校頻接收機,並投入批量生產,提供用戶使用。
按總體方案要求,3262工程分別在烏魯木齊人衛站、酒泉東同基地、長春人衛站、廣州人衛站、雲南天文台、北京天文台和上海天文台設立七個電波傳播監測站,各監測站的設備購置、人員配備在小台試播聯測之前全部建成。
1983年6月7日,大功率脈衝發射機與天線聯調成功,調試中發現發射機可靠性欠佳。為滿足套用急需,陝台於同年月7日25日先以半功率試驗發播,後由761廠再行調試。1985年5月26日,第二次聯調成功後,發射系統正式交付使用。陝西天文台於1985年月7日1日起,以全功率正式試驗發播BPL長波授時信號。
1986年6月16~20日,國家科委主持在臨潼召開長波授時台國家級技術鑑定會。鑑定會議認為:長波授時台技術指標達到總體方案設計要求,它的建成把我國授時精度由毫秒量級提高到微秒量級,使我國在原子時授時系統方面進入世界先進行列,填補了我國在授時領域的空白,BPL長波授時台具備正式發播條件。
1987年1月2日,國家科委為中國科學院、國防科工委、空軍司令部、海軍司令部、中國科學院陝西天文台頒發“長波授時台”國家級鑑定證書。BPL長波授時台由試播轉為每天定時發播,正式開始我國的長波授時服務。1986年,陝西省決定修建西安——臨潼高速公路。斜口天文觀測站毗鄰擬建高速公路。經與陝西省建委、省交通廳、臨潼縣政府會商協調,決定天文觀測站搬遷另建,斜口站土地、房產轉讓於省交通廳。省交通廳向陝西天文台提供搬遷建設費432萬元。1988年6月,中國科學院西安分院經中國科學院同意,批准陝西天文台天文觀測站建於驪山鳳凰嶺(海拔高度為1014米)。經過調查研究和廣泛徵求天文界同行意見,陝台決定在新址增設30厘米、1.05米反射望遠鏡各一台(委託南京天文儀器廠生產)和流星雷達觀測站(發射機由761廠生產,接收系統由陝台制)。
驪山天文觀測站新址建設包括:上山道路、水電通訊系統、1.05米望遠鏡、30厘米望遠鏡、人衛跟蹤徑緯儀、水平子午環和光電等高儀等5台天文儀器觀測室,以及科普、學術活動和生活設施。工程建設由賈從梧抓總。上山道路路基打鑿和路面簡單處理於1990年完成。供電線路由二部天線隊架設。1.05米望遠鏡觀測室園頂由南京天文儀器廠設計、陝台和天儀廠合作加工製作安裝。整個土建工程於1991年完成,天文觀測站1991年10月由斜口遷至驪山新址。遷建新址的儀器有:人衛跟蹤經緯儀、30厘米反射望遠鏡,1.05米望遠鏡於1993年4月,由天儀廠在現場安裝。水平子午環安裝在台部工作區簡易觀測室調試。光電等高儀因將搬去俄羅斯參加合作觀測研究而未在新址安裝。至此,陝西天文台天文台工作在原來基礎上又增加了新的觀測手段,學科發展上增長出歷史天文學、銀河系動力學等新的研究領域。BPM短波授時台始建於60年代,靠山近洞,運行費用高,不便管理;當時採取的電子管發射機在80年代末已被國家廢止,維修和部件更換出現困難。1988年12月,陝西天文台提出短波台技術改造方案,中國科學院數理化學局於1989年3月在臨潼召開改造方案論證會,認為短波授時台設備更新並搬遷台址是必要的。此後,陝西天文台在1990年、1991年、1992年連續向中國科學院申請短波授時台搬遷改造計畫。中國科學院於1993年6月以(93)科發計字0520號文批覆同意短波授時台遷建計畫,並撥專款552萬元實施搬遷改造。改造工程由王治才抓總,技術工作由王玉林負責。
短波授時台搬遷改造的主要內容
台址由唐陵山搬遷至二部工作區,採用脈寬市制式發射機,天線為14~26米自立式鐵塔10座和20.5米拉線式鐵塔2座,沿用原有頻率發射短波時號,增加發播時碼信息,整個系統實現計算機自動控制。土建工程和天線架設調調試於1996年7月完成,1997年5月完成發射機安裝調試,1998年11月通過中國科學院組織的基建設備驗收,1998年12月18日開始試播。
現任領導
陝西天文台台長黃俊(1978.6--1981.10)
陝西天文台台長苗永瑞(1981.10--1987.12)
陝西天文台副台長(主持工作)漆貫榮(1987.12--1989.4)
陝西天文台台長漆貫榮(1989.4--1996.6)
陝西天文台台長吳貴臣(1996.6--1997.10)
陝西天文台台長李志剛(1997.10--2000.12)
陝西天文台常務副台長(主持工作)朱紫(2000.12--2002.4)
國家授時中心副主任(主持工作)郭際(2002.5--2004.7)
國家授時中心主任郭際(2004.7--2006.4)
學術委員會
主 任:李志剛
副主任:邊玉敬郭 際
委 員:(按姓氏筆畫排列)王玉林王正明王宏遠劉次沅喬榮川吳貴臣胡永輝胡進社
秘 書:竇 忠
學位委員會
主 任:劉次沅
副主任:吳貴臣
委 員:(按姓氏筆畫排列)邊玉敬、方強、朱紫、吳守賢、周渭、李志剛、沈凱先
秘 書:張 正
國家授時中心蒲城授時部
在信息化時代的今天,大到國家的運轉、小到人們的日常生活都須臾離不開時間這個參數,然而,很少有人知道中國的標準時間、標準頻率的信號每天源源不斷地來自我國版圖中央的一個地方,這就是坐落在陝西渭北高原蒲城縣的國家授時中心授時部。國家授時中心授時部地處陝西省蒲城縣城西,四座200多米的鐵塔直矗雲霄,還有壯觀的天線群和發射機房,這些設施一直有解放軍駐守,後來是一個武警中隊。很久以來,周邊的老百姓都知道這是保密單位,有個代號叫“326”。上世紀八十年代以後,這箇中國的授時台才逐漸為人所知。
從陝西天文台二部到授時部:中國現代無線電授時發端於二十世紀五十年代中國科學院紫金山天文台徐家匯觀象台的BPV時號,由於其地處東南一隅,難以適應國家大規模經濟建設(特別是大地測量)的需要。1955年全國科技發展12年遠景規劃中,將籌建“西北授時台”列為重點項目。1965年,國家科委在“我國的綜合時號改正數”鑑定書中再次提出“從戰略上考慮,建議中國科學院在西部地區從速增設一個授時台”。在“651”計畫(發射人造地球衛星計畫)的“時間統一勤務系統初步方案”中,國防科委明確提出“在西安地區建立短波授時台,以滿足第一顆人衛的需要”的建議,同時提出建立我國長波、超長波授時電台的問題。為此,國家科委於1965年12月12日在科學會堂主持召開“為備戰需要應迅速在我國內地建立授時台(時間與頻率發訊台)問題座談會”,會議認為:西北授時台應立即由中國科學院負責進行籌建。1966年3月,中國科學院決定在陝西省關中地區籌建授時台,工程代號為“中國科學院326工程”。1966年11月19日,國家科委批覆中國科學院建設陝西天文台。326工程最後選址定於陝西省蒲城縣,籌建工作由中國科學院西北分院負責,技術工作由上海天文台負責,主要技術力量從上海天文台、北京天文台、紫金山天文台抽調支援。1968年8月,中國科學院在蒲城召開326工程業務方向論證會,進一步明確326工程以授時為中心,開展世界時、原子時研究;當前採用短波發射時號,並原則採用中等功率的短波發射時號;世界時測時所需儀器設備(光電中星儀、光電等高儀、照相天頂筒等)由南京天文儀器廠等單位合作研製。短波授時系統主要由時間基準系統、授時發播控制系統、發播系統、供配電和供水系統等組成。短波授時台1970年基本建成,經周恩來總理親自批准於1970年12月15日開始試播。1973年根據遠洋授時任務需要進行擴建,增加了遠洋授時天線群,發射機由4台增加到13台,最大發播功率增加到150KW。1980年系統通過國家級技術鑑定,並開始執行國家任務。1981年經國務院批准後正式開始我國短波授時服務。1995年對短波授時系統進行了搬遷暨技術升級改造,現短波授時台每天以四種頻率連續24小時發播標準時間、標準頻率信號。七十年代初,為了適應我國空間技術發展的需要,經原國防科工委和中國科學院共同商定,國務院批准在陝西天文台增設微秒量級的高精度授時系統——長波授時台(BPL),1973年4月28日,中國科學院等四部委聯合向國務院上報關於建設“長波授時台”的申請,得到國務院批准,並由中國科學院抓總建設,工程代碼為“3262工程”。該工程調動全國近四十個單位科研人員,參加工程的研究攻關工作。1978年中功率長波台建成試播,1983年大功率長波台聯調成功並開始授時服務,1986年通過國家級技術鑑定。長波授時台的建成使我國陸基無線電授時服務手段達到國際先進水平,該項成果榮獲1988年國家科技進步一等獎,並作為國家重大科技成果參加了建國35周年天安門慶典活動。八十年代初,考慮到時間比對工作收發訊等技術要求,以及授時信號監測和國際合作等需要,陝西天文台將天文觀測、時間基準、研究機構和管理機關遷往臨潼,蒲城成為以長短波授時台為主的陝西天文台二部,至2001年改稱“中科院國家授時中心授時部”。
現狀:多波段的時號發播
目前,蒲城授時部有BPM短波授時台、BPL長波授時台、BPC低頻時碼試驗台、發播監控室和動力站(維護一座35KV專用變電站和11千米10KV高壓線路)。BPM短波授時系統採用四種頻率(2.5MHz、5MHz、10MHz、15MHz)同時保證三種頻率每日24小時連續不間斷地發播協調世界時UTC和世界時UT1秒信號及標準頻率信號。我國地域遼闊、海岸線綿長,且為開發中國家,目前階段來看,短波授時仍然是經濟實用的毫秒級精度的授時手段,國家授時中心的短波授時手段在國防、電力、測繪、地震、通訊等領域擁有眾多用戶。BPL長波授時系統以載波頻率100KHz從13:30至21:30每天8小時發播授時信號。長波授時以微秒量級的高精度定時精度在航天、國防、電力、通信等領域擁有重要固定用戶。BPL長波授時系統建於二十世紀七十年代,由於受國外技術封鎖和國內工業製造水平和其它條件限制,存在固有缺陷,發射系統採用的是電子管發射機,技術落後,設備老化,不能24小時連續發播,制約了系統性能的發揮,也限制了系統功能和信息量的增加,同時,二十幾年的連續運行也累積形成了一些安全隱患。2006年,經中國科學院批准開始對其進行現代化技術改造,計畫2009年改造完成,實現連續24小時發播,並增加時碼和差分導航等信息發播,同時研製相應的小型便捷數位化接收設備。上世紀九十年代,國家授時中心與企業聯合在蒲城建設了“BPC低頻時碼試驗發播台”,發射功率50千瓦,與BPL長波台共用一副天線,進行68.5KHz低頻時碼發播試驗,2007年,已經在河南商丘建成連續發播的新低頻時碼授時台。用戶可接收全時碼信息,定時精度亞毫秒量級,電波鐘表就是其終端產品之一。 長、短波授時系統自七十年代初正式承擔我國標準時間、標準頻率發播任務以來,為我國國民經濟發展、國防建設、國家安全等諸多行業和部門(如大地測量、地震監測預報、地質礦產勘探、電力傳輸、交通、通信、科學研究等)提供了可靠的高精度授時服務,基本滿足了國家的需求。特別是為以國家的火箭、衛星發射為代表的航天技術領域和國防試驗做出了重要貢獻。系統建成三十多年來,為國家培養了一支時間頻率研究的科技隊伍,取得科技成果獎130多項,完成了一百多次重大火箭、衛星發射任務的時間保障,多次受到國家有關部門嘉獎。
未來:天地結合、立體授時
高精度授時校頻信號廣泛套用於測繪、地震、交通、通信、金融、電力、氣象、地質、信息安全、空間技術等諸多行業和部門,特別是在以衛星發射、火箭試驗為代表的航天技術領域,對高精度時間系統有著十分重要的需求。自二十世紀九十年代開始,以GPS全球定位系統為代表的衛星授時技術迅速發展,能夠提供高精度遠程無線電時間比對和頻率校準的手段已呈現多元化。我國也在積極發展自主的衛星導航定位和授時系統。但是,我們也清醒地看到衛星授時存在的技術風險和安全風險,如GPS信號易於受到非故意的人為干擾(如電視信號發射)和自然干擾(如太陽磁暴);也易於受到故意的干擾(如信道阻塞);要接收GPS信號衛星必須在視野之內,導致在城市建築群、峽谷和叢林等環境下的可用性下降。另外,GPS、GLONASS等系統掌握在別國手中,其安全風險不可低估。從世界範圍看,近年來,美國、俄羅斯和歐盟等都在重新評價陸基導航授時系統的作用,並持續增加對陸基系統的投入。在這種情況下,可以預見未來相當長時間,BPL、BPM長短波陸基無線電授時系統依然是我國主要的自主授時手段,因此,對其進行現代化技術改造完全必要和適合,其作為我國授時體系的重要組成部分,必將繼續發揮不可替代的作用,為國民經濟發展和國防現代化建設作出貢獻。長短波授時系統在穩定發播基礎上,對其不斷完善和改進,更新升級發播及控制系統,增加發播信息量,實現連續發播,擴大覆蓋疆域,以保證在我國完備的衛星系統建成之前,為國家提供可靠的高精度授時保障。在衛星系統建成之後,以BPL和BPM為主的無線電陸基系統授時系統與之相互冗餘,構成導航、定位、授時的組合系統,形成天地結合、全方位立體的國家時間服務體系。
中科院下屬分院機構
中國科學院於1949年11月在北京成立,是國家科學技術方面最高學術機構和全國自然科學與高新技術綜合研究發展中心。一起盤點一下中科院下屬的分院機構。 |