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【Timing】时间与全球定位系统

时间:2018-8-13 来源:天斗科技

       除了经度、纬度和海拔,全球定位系统(GPS)提供一个关键的第四维参数-时间。每一个GPS卫星都装有多台原子钟为GPS信号提供非常精确的时间数据。GPS接收机可以将这些信号解码,有效地使每一个接收机与那些原子钟同步。这就使用户能够以万亿分之一秒的精确度确定时间,却不需要自己拥有原子钟。

       精确的时间对于世界上许多不同的经济活动都是至关重要的。通讯系统、电力网和金融网络都依赖精确的定时来实现同步和运行的效率。免费的GPS定时功能使得依靠精确定时的公司节约成本而且显著地提高业务能力。

       例如,无线电话和数据网络利用GPS的时间来使他们所有的基地站完全同步。这就使得许多手机更有效地分享有限的无线电频谱。同样,数字式广播服务也利用GPS的时间来保证所有电台的信号单位同步传到收音机。这就使听众在换台时尽量减少延迟。

       世界各处的公司利用GPS来为商业交易做时间标记,提供一致的和准确的方法来保存记录并确保能够追踪。主要的投资银行用GPS来使他们遍布世界的电脑网络同步。大企业和小企业都在使用能够追踪、更新和管理全球范围顾客网的多重交易的自动化系统,这些都需要通过GPS得到的精确定时信息。

       美国联邦航空管理局(FAA)利用GPS来协同遍布全美国的45个终端多普勒气象雷达预报灾害性天气。

仪表是另外一个需要精确定时的应用。必须一起工作来精确测量一些事件的散布仪表网络必须能保证在许多点上有精确的定时来源。任何工作如果需要仪器分散在各处而又要求精确定时,以GPS为准的定时就非常适合。例如,把GPS纳入地震监视网络就使得研究人员能够迅速找到地震和其他地震活动的震中。

       电力公司和能源设施对时间和频率有最严格的要求,以便有效地传送和分配动力。不断出现的停电事件使得电力公司了解到必须在整个电网提高时间同步性。对这些停电事件的分析结果使许多电力公司将基于GPS的时间同步设备引入发电厂和分电站。通过对电力事故在电网传播的精确时间的分析,工程师们可以追查到断电的确切地点。

       有些用户,比如国家的实验室,要求的时间精确度要高于GPS 提供的时间。这些使用者经常使用GPS卫星,但并不是直接获得时间,而是往远距离传送高精度的时间。在两个地方同时收到相同的时间信号并将其进行比较,一个地点的原子种时间可以被传送到另一个地点。世界各地的国家实验室用这种“共视”技术来比较他们的时间量度并且建立了协调世界时(UTC)。他们也用同样的技术将时间的量度在本国传播。

       GPS定时的新应用日新月异。好莱坞的制片厂就在他们的电影场记中运用GPS对声像数据以及多相机排序实行无可比拟的控制。GPS的应用就像它测量的时间一样,是无限的。

       随着GPS的现代化,用户会得到更多的利益。新增加的第二和第三民用GPS信号将提高GPS时间的精确性和可靠性,同时继续保持对全世界的免费共享。

(本文由天斗科技摘译自美国GPS官网,2018年8月13日)