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古人既没有钟，也没有表，他们是如何获知时间的？

2022-10-22 资讯来源：独凡表行

世界上最珍贵的东西是什么？

相信很多人的答案是——“时间”。

是的，时间很重要。在古代，无数先贤告诫我们要珍惜时间，善用时间。

那么问题来了，古人既没有钟表电波表什么原理，也没有手表，他们是怎么知道时间的？

“记住一天中的时间，并教导人们”

大家应该记住，在古装剧中，一天分为十二个小时。

夜幕降临后，每隔一小时，就会有守夜人在守夜——一边有节奏地敲击梆子，一边大喊：“天干地干，小心烛火！”

是的，古人基本上是靠“听”来了解时间信息的。

当时，有一群“公务员”通过标准手表、电晕等工具确认时间，然后通过在钟楼敲钟、在鼓楼敲鼓，将时间信息传递给周围的居民，和守望者。

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在帝君的身旁，还有一群上位的占星师。他们负责夜间观测天空，制定日历，指导农民按时播种、施肥和收获。

历史上，这种建立时间标准、传递时间信息的行为被称为“尊重时间，给予人民”，简称“时间服务”。

在国外，这种行为被称为时间服务，即Time。

时间系统从历书时间到原子时间的演变

17至19世纪，随着人类机械工艺的不断提高，钟表制造业进入高速发展时期，实现了工业化生产。

钟表的迅速普及，逐渐改变了人们的时间观念，也促进了社会的发展和进步。

进入20世纪后，电子工业迅速发展，电池驱动时钟、交流电时钟、机电表、石英电子时钟相继问世。钟表进入了微电子技术与精密机械相结合的石英化新时代，日误差逐渐控制在0.5秒以内。

与此同时，人类对时间的认知也进入了一个新阶段，“时间系统”的概念逐渐确立。

时间系统，也称为时间频率参考。说白了，就是如何衡量时间。

共有三种常见的时间系统：

世界时间存在不均匀性，历书时间测量精度低。因此，在1967年的第十三届世界计量大会上，各国代表投票决定采用原子时间代替历书时间作为基本时间计量系统。原子时间的秒被定义为国际单位制中的时间单位，是三大物理量的基本单位之一。

当前的国际标准时间称为协调世界时（Time，UTC），又称“世界标准时间”。它是原子时间和世界时间的结合，基于原子时间的秒长度，在时间上尽可能接近世界时间。

我们都知道，地球按照经度分为24个时区。中国虽然跨越5个时区，但我们使用的是“北京时间”，也就是“UTC+8”时区。

计时方式有哪些

计时工具和计时系统发生了翻天覆地的变化，计时方式当然也会发生变化。

计时过程实际上是一个通信过程。电磁理论改变了交流，也改变了时间。

根据电磁波频率和传输方式的不同，现代授时技术分为以下几类：

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1. 短波定时

使用波长为 100m 至 10m（频率：3MHz 至 30MHz）的短波无线电进行计时。

以我们国家为例。在陕西临潼，有中国科学院国家授时中心总部。负责我国国家标准时间（北京时间）的生成、维护和分发。

国家授时中心授时站位于陕西省蒲城。这里的短波电台会使用2.5MHz、5MHz、10MHz、15MHz的频率全天连续播放我国短波电台时标，呼号为BPM。

短波定时信号通过天波和地波传输。地波可以传输100公里，天波可以覆盖半径3000多公里，基本覆盖全国，计时精度在毫秒级。

2.长波定时

使用波长为10km-1km（频率：30KHz～）的长波无线电进行授时。

国家授时中心长波电台的呼号为BPL，发射频率为。

长波授时信号的地波作用距离为1000-2000公里，天波信号为3000公里，基本覆盖我国内陆和近海海域，授时精度为微秒级。

3.低频时码计时

低频时码授时是一种特殊的长波授时，适用于地区标准时间和频率传输。

国家授时中心采用连续波时间码授时系统技术，载波频率为68.5KHz。

我们常见的电波钟/电波表可以接收到这种信号并自动进行时间校准，精度可达30万年，误差小于1秒。

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4.电话定时

利用电话网络传输标准时间称为电话授时。

例如，通过专用电话时码接收器拨打国家授时中心的服务专线，即可自动显示和输出标准北京时间，授时精度达10毫秒。

5. 电视定时

哈哈，这里不是指每天19:00的新闻播报。

没有人会想到，其实央视“偷偷”把原子钟提供的时间信息插入到自己的电视信号中。用户设备接收到电视信号并进行校正后，可以实现10微秒左右精度的定时。

6.网络时序

这个大家应该都很熟悉了。我们电脑上经常使用的NTP（Time，网络时间协议）就是网络定时。

只要设置好目标NTP服务器的IP地址，本地计算机就可以实现时间同步。

7. 卫星授时

我们之前已经介绍过基于地面的计时方法。接下来，我们来看看最流行的天基授时方式，即“卫星授时”。

我们每天都在使用百度、高德等导航定位应用。大家也应该知道，这些app之所以能够实现导航定位，是因为手机可以与卫星通信，使用卫星提供的服务。

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提供导航定位服务的卫星系统，我们称之为GNSS系统（ ）。

著名的GPS是美国的GNSS系统，也是世界上最早的GNSS系统。现在大名鼎鼎的北斗是我国自主研发和建造的GNSS系统。

覆盖全球的相同 GNSS 系统还包括俄罗斯 () 和欧洲 ()。

除了全球卫星系统，GNSS还包括一些区域系统和增强系统。

很多人不知道，GNSS系统除了定位导航之外，还有一个非常重要的功能，那就是授时。

GNSS的三个核心能力，通常称为PVT，是（位置）、（速度）和时间（时间）。

那么，GNSS是如何实现授时的呢？

每颗 GNSS 卫星都配备了一个原子钟。这会导致发送的卫星信号中包含准确的时间数据。这些信号可以通过专用接收器或 GNSS 计时模块进行解码，并且设备可以快速与原子钟进行时间同步。

与上述长波、短波、网络等授时技术相比，GNSS卫星授时技术优势明显。

首先，GNSS 授时更准确。

以北斗为例。北斗卫星导航系统的时间称为BDT。BDT属于原子时间，可以追溯到我国国家授时中心的协调世界时UTC，与UTC的时差控制精度小于100ns。

“我是你的老师！” 她哼了一声，转过头去……

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各计时模式计时精度对比

除了准确性之外，GNSS 卫星授时还具有先天的覆盖优势。

长波和短波地面定时都受到物理传播距离的限制。如果遇到高山等环境障碍，传输距离会进一步缩短。

GNSS卫星授时的覆盖范围显然要强得多。尤其是对于海洋导航和航空航天场景，GNSS卫星授时优势明显。

授时服务应用场景

聊了半天，为什么需要这么高精度的授时服务？难道仅仅是为了方便网购秒杀？

当然不是。

在我们人类的生理极限下，毫秒精度就足够了。像GNSS这样的高精度授时主要应用于高科技领域。

人类竞技体育，一般只能精确到毫秒级

最早对高精度计时应用的需求来自航空航天。

航空航天器，通常以极高的速度飞行。没有精确的时间同步，就无法确认飞行器的准确位置。

尤其是在太空对接等场景下，如果两架飞行器时间不同步，距离会相隔千里，飞行姿态也会出现巨大误差，最终导致严重事故。

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除了科研领域，随着先进技术在各行各业的逐步实施，很多与我们生活息息相关的系统也有着高精度的计时要求。如电力系统、金融系统、通信系统等。

为什么电力行业需要时间同步？

很简单，我们都用交流电，交流电中电流的方向随时间变化。当不同的电网设备接入电网时，如果时间不一致，你的波峰和波谷就会不一致，导致光能损失过多，严重时会直接短路，破坏设备，瘫痪电网，并造成大规模停电。

金融部门也依赖时间同步。

现在我们都是数字金融，所有的交易都是通过电脑和互联网进行的。当系统时间不同步时，很有可能交易失败，在瞬息万变的市场中错失良机。异步时间也可能被黑客利用，给系统带来安全隐患。

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我们熟悉的通信系统，也离不开高精度授时的支持。

通信基站的切换和漫游需要精确的时间控制，这需要较高的同步精度和足够的稳定性。以TD-LTE为代表的TDD时分系统对时间同步要求较高，系统时间同步要求为±1.5μs。

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我们现在使用的5G基本采用TDD时分复用模式。在高速数据传输过程中，对时间同步精度要求极高。如果通信设备之间的时间不同步，则会影响时隙和帧，从而影响业务的正常运行。

除上述行业外，包括交通调度、地理测绘、防震减灾、气象监测等领域，对高精度时间同步都有刚性需求。

高精度计时模块

目前，GNSS卫星授时凭借其授时精度高、覆盖面广、实施成本低等优势，成为最流行、应用最广泛的授时方法。

越来越多的行业选择 GNSS 卫星授时作为他们的授时解决方案。GNSS授时模块新品层出不穷，出货量逐年增加，市场前景十分广阔。

以移远通信的 L26-T 和 LC98S 模块为例。

两款模块均为车载高精度GNSS授时模块，支持GPS、、、、QZSS多卫星系统，集成差分全球定位系统（DGPS）和星基增强系统（SBAS）（包括WAAS、EGNOS）、MSAS和GAGAN），可以显着提高时序稳定性和准确性。即使在复杂的信号环境中，也能提供高精度、高完整性的精密计时服务。

保持模式的存在大大降低了模块的时序抖动。支持单颗卫星授时，即使只有一颗可见卫星也能保持高精度授时。AGNSS 功能还可以帮助模组显着减少首次修复的时间。

高精度计时模块

L26-T和LC98S模块在出厂前都会经过严格的可靠性测试，确保能够在复杂环境下正常工作，为全球通信基站、金融服务、电力系统、铁路调度等行业应用提供精准授时服务.

好了，说了这么多，大家应该对时间有一个全面的了解了吧？

随着数字化浪潮的不断深入，高精度授时服务将进入更多行业，创造更多应用场景。授时相关的设备和系统越来越重要，逐渐成为国家重要的信息基础设施。

高精度计时服务将彻底改变我们的生活。

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