北京时间怎么保证时间的精准?
先上结论,本题目中提到的“北京时的准确时间”其实就两个含义:一个是“北京时间”(东经120度的时间),另一个是“标准时差”(从国际日期变更线算起往东计算时差得到的数字),二者有区别,前者是后者的简称。 为了确定题中所说的“北京时间的准确时间”到底是哪个含义,我们得先来了解一下“时钟信号”和“广播电视频道”这两个名词的通俗解释。
首先说“时钟信号”——这个术语指的是一个电子电路或计算机系统中用来计时的脉冲序列,它可以是精确的(比如由原子钟产生的)也可以是估计的(比如通过软件算法来估算的)。而每个电子系统对“时序”都有具体的要求——即要求某个输入端在某个时刻必须得到某个特定值(比如高电平或者低电平),这个时刻的具体数值正是由时钟信号提供。因此可以说,时钟信号是一种提供“时序信息”的工具。
再说“广播电视频道”——每一个广播电视频道都具有确定的频率,换句话说,该频道所发送的信号都是频率相同的。例如,CCTV-1的频率是0500 MHz,而CCTV-9的频率是0367 MHz。我们知道,信号经过传输、转换之后是会失真的,不过不同频道的信号相互之间是有隔离的,所以可以在接收端用滤波器把各个频道分开。然而,当这个频道中有两个波峰(或两个波谷)很接近的时候,用滤波器分频就会失败,两个波峰(或两个波谷)就被错误地合二为一了,这种错误俗称“串音”,发生这种串音的现象叫做“交调”。显然,为了避免交调,就必须保证各个频道的信号互不干扰。也就是说,为了保证各个频道的独立,频率间隔就不能太大。根据经验,一般要求频率间隔为1MHz左右。
现在我们可以来看看本题中“北京时间的准确时间”的问题了——“北京时间如何保证时间的精准”这个问题其实就是指“如何保证‘标准时差’的正确计算”问题。要解决这一问题就需要找到一种方法来计算或估计出“标准时差”的值。如果采用电子元器件来实现这一功能,那么所采用的方法就必须满足以下三个条件:
①硬件实现的方案必须能在给定的时间内产生绝对准确的“时钟信号”;
②硬件实现的方案能克服各种误差源的影响,确保计算出的“标准时差”准确无误;
③软件实现的方案能确保“时钟信号”和“标准时差”之间的数据传递高效、可靠。 目前,能够实现上述功能的最有把握的手段就是利用全球定位系统的卫星导航功能来完成。因为GPS的测量精度很高,可以达到纳米级,可以满足第一条①的条件;同时由于采用了载波相位进行导航,可以消除地面污染的影响,从而满足了第二条②的条件;最后,由于GPS的普及应用,使得软件实现第三条③的条件也得以满足。于是,最终实现了既准确又可靠的计算出“标准时差”的目的。