北斗的授时服务是什么？

北斗授时系统组成

空间部分包括两颗地球同步轨道卫星(GEO) 组成。卫星上带有信号转发装置，完成地面控制中心站和用户终端之间的双向无线电信号的中继任务。用户终端分为定位通信终端、集团用户管理站终端、差分终端、校时终端等。与GPS系统不同，所有用户终端位置的计算都是在地面控制中心站完成。因此，控制中心可以保留全部北斗终端用户机的位置及时间信息。同时,地面控制中心站还负责整个系统的监控管理。

与GPS、GLONASS、Galileo等国外的卫星导航系统相比，BD有自己的优点。如投资少，组建快具有通信功能捕获信号快等。但也存在着明显的不足和差距,如用户隐蔽性差无测高和测速功能用户数量受限制用户的设备体积大、重量重、能耗大等。

北斗卫星导航系统”是由空间卫星、地面控制中心站和北斗用户终端三部分构成。

空间段由5颗地球静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成。地球静止轨道卫星分别位于东经58.75度、80度、 110. 5度、140度和160度。非静止轨道卫星由27颗中圆轨道(MEO)卫星和3颗倾斜同步轨道(IGSO)卫星组成。其中，ME0卫星轨道高度21500千米，位于3个轨道面上，轨道倾角55度IGSO卫星轨道高度36000千米，位于3个轨道面上，轨道倾角55度。卫星均采用长征系列运载火箭发射。

地面段由主控站、注入站和若干监测站组成。主控站主要任务是收集各个监测站的观测数据，进行数据处理，生成卫星导航电文和差分完好性信息，完成任务规划与调度，实现系统运行管理与控制等。注入站主要任务是在主控站的统一调度下， 完成卫星导航电文、差分完好性信息注入和有效载荷的控制管理。监测站接收导航卫星信号，发送给主控站，实现对卫星的跟踪、监测，为卫星轨道确定和时间同步提供观测资料。

用户段由各类北斗用户终端组成。北斗用户机具有兼容GPS、GLONASS、GALILEO的功能。

工作体制

北斗卫星导航系统采用卫星无线电测定(RDSS) 与卫星无线电导航(RNSS )集成体制，既能像GPS、 CLONASS、 GALILEO系统一样，为用户提供卫星无线电导航服务，又具有位置报告及短报文通信功能。

北斗授时服务类型和性能指标

系统提供开放服务和接权服务，其中,开放服务面向全球范围，定位精度10米，授时精度20纳秒，测速精度0.2米/秒；授权服务包括全球范围更高性能的导航定定位服务，以及亚太地区的广域差分服务和短报文通信服务，其中，广域差分服务精度1米，短报文通信精度服务能力每次120个汉字。

系统在B1、B2和B3三个频段上发射三路开放服务导航信号、三路授权服务导航信号。B1是1559.052MHz~ 1591. 788MHz, B2是1166.22MHz~1217. 37MHz，B3是1250.618MHz~1286.423MHz。

北斗授时系统与坐标系统

北斗卫星导航系统的系统时间称北斗时（BDT）。北斗时属原子时，起算历元时间是2006年1月1日0时0分0秒（UTC，协调世界时）。BDT溯源到我国协调世界时UTC（NTSC，国家授时中心），与UTC的时差控制准确度小于100ns。

中国国家授时中心是在中国科学院，据IP地址是在陕西省西安市这是北京时间的诞生地。成都市中心是在东经104.06度如果按每15度一时区算大约在东七区，但为统一时间，通常中国竟内以东八区为准时间，所以是东八区时间。

中国继第一颗原子弹试验成功之后，抓紧进行人造卫星和战略武器运载工具发射试验准备。1965年，国家科委在“中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，同时提出建立中国长波、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中国内地建立授时台（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。

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》。

1966年3月26日周恩来总理亲自主持召开国务会议，把建设中国标准时间授时台的计划正式确定下来。随之面临的第一大问题便是选址，首先，选址一定要尽量靠近中国大地圆点附近；其次，地势必须开阔；再者，必须有利于备战。最终，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，决定从速在中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中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。

中国首都北京处于国际时区划分中的东八区，同格林尼治时间整整相差8小时，而中国本身又地域辽阔，东西相跨5个时区，而授时台又必须建在中国中心地带。从而也就产生了长短波授“北京时间”的发播不在北京而在陕西蒲城，也就是中央人民广播电台发出的标准时间是由中国科学院国家授时中心发播。 中国科学院抽调上海天文台、西北分院等现场组成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蒲城县城西南杨庄大队。

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；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。 1968年10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

中国科学院在1970年12月3日就上述批示提交报告，并建议1970年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。 筹建太阳物理和射电天文观测系统

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。

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。

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。

短波授时台试播

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。

远洋授时服务

国家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。试播期间圆满完成中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中国短波时号任务，届时上海天文台停止BPV时号发播。

建立长波、超长波授时台

早在酝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“中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，要考虑到中国能够制造长波、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。1971年7月25日，国务院副总理李先念批示报告，随即国防科委、中科院抽调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，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。

①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、海军司令部联合于1973年4月28日向国务院、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。

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、陕西天文台和计划局联合起草的“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；会议同意陕西天文台属地师级单位，实行中科院和陕西省双重领导。

②3262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。

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。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。

③小长波台

小长波台于1974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。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。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，可以正式开展中国的长波授时服务，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。

原子时频基准建立

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，建立了中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。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，正式开始中国的长波授时服务。

1986年，陕西省决定修建西安—临潼高速公路。斜口天文观测站搬迁另建。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）。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。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。

短波台技术改造

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是：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。

2000年6月16日，陕西天文台作为中国科学院首批知识创新试点单位启动创新试点工程。

2001年3月，中国科学院决定并报经中央机构编制委员会办公室批准，将中国科学院陕西天文台更名为中国科学院国家授时中心，标志着中国建立了基本的时间频率体系。更名后的国家授时中心仍然是中国科学院具有独立法人资格的直属事业单位，属国家级基地型研究所。

2006年，院方向项目“中国综合原子时建立与保持的研究”通过结题验收。

2007年，临潼—蒲城微波时间传输比对系统技术改造完成并投入使用。

2008年，BPL长波授时系统现代化改造竣工，并开始24小时连续发播，极大提高BPL长波授时全时段授时保障能力，用户实现全自动定时。

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