城市軌道交通時(shí)間同步是基于新型GPS北斗高精度授時(shí)模塊開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)型網(wǎng)絡(luò)校時(shí)產(chǎn)品,裝置CPU接收GPS北斗高精度授時(shí)模塊每秒發(fā)送的一次信號(hào),其時(shí)間精度在1μs以?xún)?nèi),均能可靠接收到信號(hào),衛(wèi)星不間斷地發(fā)送自身的星歷參數(shù)和時(shí)間信息,GPS北斗發(fā)送的時(shí)間信息包含年、月、日、時(shí)、分、秒以及IPPS(標(biāo)準(zhǔn)秒)信號(hào),因而具有很高的頻率精度(可達(dá)l0-12量級(jí))和時(shí)間精度。
一般來(lái)說(shuō),任何一個(gè)具有穩(wěn)定性和復(fù)現(xiàn)性,并且充分連續(xù)的周期運(yùn)動(dòng),都可以成為確定時(shí)間的基準(zhǔn)。常用的時(shí)間系統(tǒng)有世界時(shí)、原子時(shí)與力學(xué)時(shí)幾類(lèi)。
世界時(shí)系統(tǒng)是以地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為基準(zhǔn)的時(shí)間系統(tǒng)。由于地球自轉(zhuǎn)軸在地球內(nèi)部的位置是不固定的,而且地球自轉(zhuǎn)速度是不均勻的,因此世界時(shí)不是一個(gè)嚴(yán)格均勻的時(shí)間系統(tǒng)。由于觀察地球自轉(zhuǎn)時(shí)所選擇空間參考點(diǎn)的不同,世界時(shí)系統(tǒng)又有恒星時(shí)、平太陽(yáng)時(shí)和世界時(shí)幾種形式。
以平子夜為零時(shí)起算的格林威治平太陽(yáng)時(shí)稱(chēng)為世界時(shí)。平太陽(yáng)時(shí)是地方時(shí),地球上各地點(diǎn)的平太陽(yáng)時(shí)不同。為了使用方便,將地球按子午線劃分為24個(gè)時(shí)區(qū),每個(gè)時(shí)區(qū)以中央子午線的平太陽(yáng)時(shí)為該區(qū)的區(qū)時(shí)。零時(shí)區(qū)的平太陽(yáng)時(shí)即為世界時(shí)。
由于地球自轉(zhuǎn)軸在地球內(nèi)部的位置是不固定的(極移),而且地球自轉(zhuǎn)速度是不均勻的,它不僅包含有長(zhǎng)期減緩的趨勢(shì),還包含一些短周期的變化和季節(jié)性的變化。因此世界時(shí)不是一個(gè)嚴(yán)格均勻的時(shí)間系統(tǒng)。
原子時(shí)系統(tǒng):
1.原子時(shí)
原子秒定義為銫原子133原子基態(tài)兩個(gè)超精細(xì)結(jié)構(gòu)能態(tài)間躍遷輻射的電磁振蕩9192631770周所經(jīng)歷的時(shí)間,為1原子秒。
原點(diǎn)定義為1958年1月1日的世界時(shí)。經(jīng)過(guò)國(guó)際上100多臺(tái)原子鐘的相互對(duì)比,并經(jīng)數(shù)據(jù)處理推算出統(tǒng)一的原子時(shí),稱(chēng)為國(guó)際原子時(shí)。
2.協(xié)調(diào)世界時(shí)(UTC)
原子時(shí)雖然是秒長(zhǎng)均勻、穩(wěn)定度很高的時(shí)間系統(tǒng),但與地球自轉(zhuǎn)無(wú)關(guān)。世界時(shí)雖然不均勻,但與地球自轉(zhuǎn)精密相關(guān)。原子時(shí)的秒長(zhǎng)與世界時(shí)的秒長(zhǎng)不等,大約每年差1秒。為了協(xié)調(diào)原子時(shí)與世界時(shí)的關(guān)系,建立了一種折中的時(shí)間系統(tǒng),即為協(xié)調(diào)世界時(shí)(UTC)。
根據(jù)國(guó)際規(guī)定,協(xié)調(diào)世界時(shí)的秒長(zhǎng)采用原子時(shí)的秒長(zhǎng),其累計(jì)時(shí)刻與世界時(shí)刻之差保持在0.9秒之內(nèi),當(dāng)超過(guò)時(shí),采用跳秒(閏秒)的方法來(lái)調(diào)整。閏秒一般規(guī)定在6月30日或12月31日最后1秒時(shí)加入。具體日期由國(guó)際時(shí)間局在兩個(gè)月之前通知各國(guó)。
目前,世界各國(guó)發(fā)布的時(shí)間(包括中國(guó)的北京時(shí)間),均以UTC為基準(zhǔn)。
3.GPS時(shí)間系統(tǒng)(GPST)
為了定位的需要,全球定位系統(tǒng)(GPS)建立了專(zhuān)用的時(shí)間系統(tǒng)(GPST)。GPST屬原子時(shí)系統(tǒng),秒長(zhǎng)與原子時(shí)的秒長(zhǎng)相同,但原點(diǎn)不同。GPST原點(diǎn)定在1980年1月6日0時(shí),與UTC時(shí)刻一致。因此GPST與UTC之間的差值為秒的整數(shù)倍,1999年差值為19秒。
由上可見(jiàn),使用UTC作為基準(zhǔn)時(shí)鐘,具有大的公信力。而采用GPS接收機(jī)輸出的ToD時(shí)間信息,獲得準(zhǔn)確的UTC及北京時(shí)間,又是經(jīng)濟(jì)、便捷的方法。