國(guó)家時(shí)頻計(jì)量中心貴州應(yīng)用中心多點(diǎn)發(fā)力

以創(chuàng)新服務(wù)驅(qū)動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展

□ 黃徐瑞晗 劉珍意 本報(bào)記者 劉 艷

計(jì)量是國(guó)家主權(quán)的象征，美國(guó)、德國(guó)等44個(gè)國(guó)家把計(jì)量寫(xiě)入憲法；計(jì)量是世界“技術(shù)語(yǔ)言”，是促進(jìn)國(guó)際合作和經(jīng)貿(mào)往來(lái)的基礎(chǔ)。新中國(guó)成立后，特別是改革開(kāi)放以來(lái)，黨和國(guó)家高度重視計(jì)量工作，2013年3月，國(guó)務(wù)院印發(fā)了《計(jì)量發(fā)展規(guī)劃（2013-2020年）》，既是國(guó)家層面對(duì)計(jì)量工作的高度重視，更是加快國(guó)家計(jì)量事業(yè)發(fā)展、增強(qiáng)國(guó)家核心競(jìng)爭(zhēng)力的重大戰(zhàn)略舉措。而高精度時(shí)間頻率，作為計(jì)量家族中的重要成員，也是一個(gè)國(guó)家科技、經(jīng)濟(jì)、軍事和社會(huì)生活中至關(guān)重要的參量。

時(shí)間回?fù)艿?017年1月，由中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院時(shí)間頻率所自主研制的“北斗時(shí)間頻率傳遞裝置”，完成了北斗時(shí)間傳遞鏈路校準(zhǔn)，并首次在超8200公里的歐亞鏈路和1000公里的歐洲內(nèi)部鏈路實(shí)現(xiàn)了全視和共視兩種方法的時(shí)間頻率傳遞，穩(wěn)定度達(dá)1ns，與GPS（美國(guó)全球定位系統(tǒng)）時(shí)間傳遞結(jié)果的吻合度優(yōu)于2ns。這意味著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)超遠(yuǎn)距離時(shí)間頻率傳遞研究獲重要進(jìn)展，為北斗系統(tǒng)走出國(guó)門(mén)、服務(wù)全球奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

夯實(shí)基礎(chǔ) 蓄勢(shì)待發(fā)

2014年，貴州省計(jì)量測(cè)試院參與了由中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院牽頭承擔(dān)的“遠(yuǎn)程時(shí)間溯源體系研究”項(xiàng)目，該項(xiàng)目由中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院研究實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程時(shí)間溯源裝置，通過(guò)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)對(duì)遠(yuǎn)程時(shí)間頻率源進(jìn)行實(shí)時(shí)馴服，實(shí)現(xiàn)與原子時(shí)標(biāo)基準(zhǔn)UTC(NIM)的實(shí)時(shí)同步，與UTC(NIM)基準(zhǔn)時(shí)刻偏差保持在±20ns以?xún)?nèi)，與UTC(NIM)基準(zhǔn)頻率偏差保持在5E-14以?xún)?nèi)，時(shí)間溯源不確定度優(yōu)于20ns；2015年，項(xiàng)目選擇了地處我國(guó)西南內(nèi)陸腹地的貴州省計(jì)量測(cè)試院作為第一批遠(yuǎn)程時(shí)間溯源站點(diǎn)之一，布設(shè)了遠(yuǎn)程時(shí)間溯源裝置IM04，并進(jìn)行了長(zhǎng)期的驗(yàn)證運(yùn)行，遠(yuǎn)程時(shí)間溯源效果良好。在中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院發(fā)布的《遠(yuǎn)程時(shí)間溯源示范體系-時(shí)間公報(bào)》中，IM04與UTC(NIM)的溯源結(jié)果REF-UTC(NIM)有90%以上的觀測(cè)點(diǎn)在5ns以?xún)?nèi)，98%以上的觀測(cè)點(diǎn)在10ns以?xún)?nèi)，20ns以?xún)?nèi)的觀測(cè)點(diǎn)達(dá)到99.85%，頻差結(jié)果小于5E-14的觀測(cè)點(diǎn)達(dá)到61%。

2016年11月4日，在原國(guó)家質(zhì)檢總局和貴州省政府的大力支持下，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院與原貴州省質(zhì)監(jiān)局簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，成立了國(guó)家時(shí)間頻率計(jì)量中心貴州應(yīng)用中心（以下簡(jiǎn)稱(chēng)國(guó)家時(shí)頻計(jì)量中心貴州應(yīng)用中心），落戶(hù)貴州省計(jì)量測(cè)試院。這是全國(guó)首家時(shí)頻應(yīng)用中心。該中心的成立，標(biāo)志著貴州計(jì)量事業(yè)躍上一個(gè)新的高度。

作為時(shí)間頻率溯源體系的重要一環(huán)，國(guó)家時(shí)頻計(jì)量中心貴州應(yīng)用中心可提供量傳溯源、安全可靠的高精度時(shí)間頻率應(yīng)用及計(jì)量服務(wù)。

近年來(lái)，為發(fā)揮計(jì)量對(duì)其他產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)性作用，對(duì)貴州省現(xiàn)代服務(wù)業(yè)示范區(qū)、省級(jí)現(xiàn)代服務(wù)業(yè)集聚區(qū)及服務(wù)業(yè)重大工程建設(shè)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)、企業(yè)提供技術(shù)支撐和引領(lǐng)作用，國(guó)家時(shí)頻計(jì)量中心貴州應(yīng)用中心加快基礎(chǔ)建設(shè)步伐，加強(qiáng)能力建設(shè)。目前，中心完成實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，以遠(yuǎn)程時(shí)間溯源裝置為核心，各類(lèi)高精尖設(shè)備都已準(zhǔn)時(shí)“上崗”，建立了自己的時(shí)間頻率系統(tǒng)（包括原子鐘組、內(nèi)部比對(duì)、外部溯源、量值傳遞、數(shù)據(jù)傳輸?shù)认到y(tǒng)），大大提升了中心的計(jì)量服務(wù)能力。國(guó)家質(zhì)檢中心園區(qū)二期建設(shè)中將持續(xù)加大時(shí)頻領(lǐng)域的能力建設(shè)。

據(jù)該中心負(fù)責(zé)人龍波介紹，隨著秒定義的量子化，“時(shí)間”作為準(zhǔn)確度最高、應(yīng)用最廣的物理量，是信息化社會(huì)的基礎(chǔ)，代表當(dāng)今科技創(chuàng)新最前沿領(lǐng)域的“上天、下海、入地、登極”，哪一樣都離不開(kāi)時(shí)間頻率。該中心的高精度時(shí)頻標(biāo)準(zhǔn)將為貴州的后發(fā)趕超和跨越發(fā)展提供一份堅(jiān)實(shí)的保障。

圍繞多領(lǐng)域需求 支撐產(chǎn)業(yè)升級(jí)

國(guó)家時(shí)頻計(jì)量中心貴州應(yīng)用中心相繼開(kāi)展了各類(lèi)高精度時(shí)間頻率應(yīng)用，為服務(wù)產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效提供了有力支持。例如該中心針對(duì)公安交管、交通、大數(shù)據(jù)、航空航天裝置制造、高端裝備制造、電力、通信、金融等領(lǐng)域的授時(shí)用時(shí)應(yīng)用提供技術(shù)支持。

為公安交管授時(shí)并設(shè)計(jì)時(shí)間同步方案，是時(shí)間頻率在實(shí)際生活中眾多應(yīng)用的一個(gè)“縮影”。在貴州省公安交管系統(tǒng)中，海量的數(shù)據(jù)交互和處理需保證其時(shí)間同步，各種執(zhí)法及用時(shí)終端設(shè)備（視頻監(jiān)控設(shè)備、區(qū)間測(cè)速裝置、執(zhí)法記錄儀、道路交通安全違法行為圖像取證儀、闖紅燈自動(dòng)記錄系統(tǒng)和測(cè)速系統(tǒng)等）為行政執(zhí)法提供數(shù)據(jù)支持，需保證時(shí)間合法有效溯源。目前公安交管通常采用GPS獲取時(shí)間、網(wǎng)絡(luò)授時(shí)、人工對(duì)時(shí)的方法，存在時(shí)間無(wú)法溯源、不同步、不安全、不準(zhǔn)確的問(wèn)題。

從技術(shù)層面來(lái)說(shuō)，解決這一問(wèn)題采用的是中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院自主研制的遠(yuǎn)程時(shí)間溯源裝置，通過(guò)時(shí)間頻率傳遞技術(shù)結(jié)合原子鐘精準(zhǔn)馴服技術(shù)，使區(qū)域時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)實(shí)時(shí)同步和溯源至原子時(shí)標(biāo)國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)。同時(shí)通過(guò)光纖傳遞技術(shù)，利用公安交管現(xiàn)有專(zhuān)網(wǎng)光纖資源將時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)逐級(jí)傳遞至公安交管用時(shí)單元，以此構(gòu)建一種高精度時(shí)間同步系統(tǒng)，有效解決公安交管系統(tǒng)的時(shí)間同步和溯源問(wèn)題。

通俗地講，就是通過(guò)時(shí)間頻率傳遞技術(shù)手段，將標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間傳遞至用時(shí)單元，實(shí)現(xiàn)公安交管系統(tǒng)內(nèi)專(zhuān)網(wǎng)的部分視頻專(zhuān)網(wǎng)服務(wù)器、非稅系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器等用時(shí)終端能夠進(jìn)行時(shí)間的自動(dòng)同步，保持時(shí)間準(zhǔn)確、統(tǒng)一。

龍波介紹說(shuō)，為結(jié)合應(yīng)用實(shí)際，該中心與中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院、公安交管部門(mén)聯(lián)合申請(qǐng)了貴州省科技支撐計(jì)劃社會(huì)發(fā)展類(lèi)重點(diǎn)項(xiàng)目——“時(shí)間頻率溯源關(guān)鍵技術(shù)研究”，目前已立項(xiàng)并實(shí)施。該項(xiàng)目旨在研究公安交管系統(tǒng)授時(shí)用時(shí)技術(shù)，為全省公安交管系統(tǒng)設(shè)計(jì)授時(shí)方案，為交通大數(shù)據(jù)、智能交通系統(tǒng)、天眼、各個(gè)用時(shí)終端（視頻監(jiān)控拍攝取證、道路交通違法取證、區(qū)間測(cè)速取證、卡口監(jiān)控、探針設(shè)備）等具備時(shí)間溯源要求的環(huán)節(jié)、為系統(tǒng)內(nèi)部保持統(tǒng)一的時(shí)鐘，使系統(tǒng)的所有節(jié)點(diǎn)具有全局的、統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。保障事件發(fā)生時(shí)序記錄準(zhǔn)確可靠，保證系統(tǒng)的時(shí)間同步及時(shí)間的準(zhǔn)確可靠，并為下一步社會(huì)治安立體防控體系建設(shè)中，其他警種或社會(huì)資源接入所涉及的時(shí)間溯源及時(shí)間同步環(huán)節(jié)提供可靠支撐。

國(guó)家時(shí)頻計(jì)量中心貴州應(yīng)用中心在電力、衛(wèi)星導(dǎo)航、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域持續(xù)開(kāi)展時(shí)頻應(yīng)用工作。該中心構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)授時(shí)站點(diǎn)，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的發(fā)播和顯示。其立項(xiàng)實(shí)施的《基于NTP的時(shí)間頻率傳遞應(yīng)用及授時(shí)方法研究》項(xiàng)目，針對(duì)電力系統(tǒng)電能裝置、道路交通攝像系統(tǒng)、停車(chē)場(chǎng)計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)、高速公路區(qū)間測(cè)速多個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)授時(shí)應(yīng)用服務(wù)。開(kāi)展基于GNSS共視的遠(yuǎn)程校準(zhǔn)技術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)量值溯源扁平化。為衛(wèi)星導(dǎo)航檢驗(yàn)檢測(cè)中心（貴州）提供高精度時(shí)間頻率信號(hào)，為衛(wèi)星導(dǎo)航檢驗(yàn)檢測(cè)提供時(shí)間頻率計(jì)量技術(shù)支撐及計(jì)量服務(wù)。此外，該中心還向大數(shù)據(jù)民生計(jì)量監(jiān)管平臺(tái)進(jìn)行授時(shí)應(yīng)用及提供技術(shù)支持，為大數(shù)據(jù)的傳輸及數(shù)據(jù)分析提供保障。

下一步，該中心將圍繞大數(shù)據(jù)、航天裝備制造、高端裝備制造、衛(wèi)星導(dǎo)航、移動(dòng)通信、證券交易、民航交通、電子商務(wù)等需要嚴(yán)格的時(shí)間同步的領(lǐng)域開(kāi)展時(shí)頻應(yīng)用，提供高精度的時(shí)間頻率計(jì)量服務(wù)。

2019年是中華人民共和國(guó)建國(guó)70周年，又值國(guó)際單位制進(jìn)行“量子化”變革之時(shí)，這是國(guó)際單位制自1960年以來(lái)最為重大的歷史性變革。在這樣一個(gè)歷史性的重要機(jī)遇面前，貴州正形成以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、航空航天為特色的高端裝備制造、資源深加工和科技創(chuàng)新中心制造業(yè)基地。國(guó)家時(shí)頻計(jì)量中心貴州應(yīng)用中心將結(jié)合省情和行業(yè)前景，努力提高時(shí)間頻率技術(shù)的量傳能力，推進(jìn)高鐵、金融、電力、通信等領(lǐng)域的應(yīng)用，構(gòu)建時(shí)間頻率應(yīng)用大數(shù)據(jù)平臺(tái)，對(duì)系統(tǒng)中的各用時(shí)單元進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、測(cè)量、管理，更好地為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供強(qiáng)有力的時(shí)頻計(jì)量保障，助力全省經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。

70年披荊斬棘，70年風(fēng)雨兼程，計(jì)量這座“鎮(zhèn)山之石”必將在貴州這片沃土上不斷壯大、穩(wěn)健。

《中國(guó)質(zhì)量報(bào)》