NIST-F1銫 噴泉 ふんせん 原子 げんし 鐘 がね ,是 ぜ 美國 びくに 時間 じかん 和 わ 頻 しき 率 りつ 標準 ひょうじゅん ,其不 ふ 確定 かくてい 度 ど 約 やく 為 ため 3×10-16 (2013年 ねん )。
原子 げんし 鐘 がね (英語 えいご :Atomic clock )是 ぜ 一 いち 種 しゅ 時 どき 鐘 がね ,它以原子 げんし 共振 きょうしん 頻 しき 率 りつ 標準 ひょうじゅん 來 らい 計算 けいさん 及保持 ほじ 時間 じかん 的 てき 準 じゅん 確 かく 。原子 げんし 鐘 がね 是 ぜ 世界 せかい 上 じょう 已 やめ 知 し 最 さい 準 じゅん 確 かく 的 てき 時間 じかん 測量 そくりょう 和 わ 頻 しき 率 りつ 標準 ひょうじゅん ,也是國際 こくさい 時間 じかん 和 わ 頻 しき 率 りつ 轉換 てんかん 的 てき 基準 きじゅん ,用 もちい 來 らい 控 ひかえ 制 せい 電 でん 視 し 廣 こう 播和全 ぜん 球 たま 定位 ていい 系統 けいとう 衛星 えいせい 的 てき 訊號。
原子 げんし 鐘 がね 並 なみ 不 ふ 使用 しよう 放射 ほうしゃ 性 せい 計時 けいじ ,而是使用 しよう 電子 でんし 轉變 てんぺん 能 のう 級 きゅう 時 どき 釋放 しゃくほう 的 てき 精確 せいかく 微 ほろ 波 なみ 訊號。早期 そうき 的 てき 原子 げんし 鐘 がね 為 ため 附 ふ 上 じょう 工具 こうぐ 的 てき 激 げき 微 ほろ 波 なみ 。今 こん 天 てん 最 さい 好 このみ 的 てき 原子 げんし 鐘 がね 是 ぜ 以原子 げんし 噴泉 ふんせん 中 ちゅう 冷 ひや 原子 げんし 的 てき 吸收 きゅうしゅう 光 こう 譜 ふ 法 ほう 作爲 さくい 基礎 きそ 的 てき 。
晶 あきら 片 へん 級 きゅう ,例 れい 如這個 こ 2004年 ねん 出現 しゅつげん 的 てき 原子 げんし 鐘 がね ,被 ひ 認 みとめ 為 ため 可 か 以大幅 はば 提 ひさげ 高 だか GPS定位 ていい 能力 のうりょく
利用 りよう 原子 げんし 遷跃來 らい 估算時間 じかん 的 てき 概念 がいねん 在 ざい 1879年 ねん 首 くび 次 じ 由 ゆかり 開 ひらき 爾 なんじ 文 ぶん 男爵 だんしゃく 提出 ていしゅつ 。[ 1] 磁共振 きょうしん 的 てき 方法 ほうほう 則 そく 由 ゆかり 伊西 いにし 多 た ·拉 ひしげ 比 ひ 在 ざい 1930年代 ねんだい 發展 はってん 出來 でき ,并成為 ため 製作 せいさく 原子 げんし 鐘 がね 的 てき 核心 かくしん 技術 ぎじゅつ 。[ 2]
1945年 ねん ,拉 ひしげ 比 ひ 首 くび 次 じ 公開 こうかい 宣 せん 稱 しょう 原子 げんし 束 たば 磁共振 きょうしん 可用 かよう 於製作 せいさく 鐘 がね 錶。[ 3] [ 4] [ 5] 第 だい 一個原子鐘是氨微波激射器,1949年 ねん 製 せい 成 なり 於美國 こく 的 てき 國家 こっか 標準 ひょうじゅん 局 きょく (National Bureau of Standards)。當時 とうじ 使用 しよう 分子 ぶんし 鐘 がね 命名 めいめい ,是 ぜ 當時 とうじ 最 さい 精確 せいかく 的 てき 計時 けいじ 工具 こうぐ ,但 ただし 這個原子 げんし 鐘 がね 還 かえ 沒 ぼっ 有 ゆう 現在 げんざい 的 てき 石英 せきえい 鐘 がね 準 じゅん 確 かく 。[ 6]
1952年 ねん ,美國 びくに 國家 こっか 標準 ひょうじゅん 局 きょく 宣布 せんぷ 了 りょう 第 だい 一個使用銫原子作為振動源的原子鐘。該時鐘 かね 名 めい 為 ため NBS-1 (页面存 そん 档备份 ,存 そん 于互联网档案 あん 馆 )。
1955年 ねん ,第 だい 一 いち 個 こ 精確 せいかく 的 てき 原子 げんし 鐘 しょう 由 ゆかり 路 みち 易 えき 斯·埃 ほこり 森 もり 根據 こんきょ 銫-133 的 てき 遷越製 せい 成 なり 於英國 えいこく 國家 こっか 物理 ぶつり 實驗 じっけん 室 しつ 。[ 7] 銫原子 げんし 鐘 がね 的 てき 標 しるべ 度 ど 依 よ 照 あきら 天文學 てんもんがく 的 てき 星 ほし 曆 れき 時 じ (ET)。[ 8]
自 じ 1950年代 ねんだい 以來 いらい ,原子 げんし 鐘 がね 開始 かいし 依 よ 靠 もたれ 氫-1 、銫-133和 わ 銣-87 的 てき 超 ちょう 精細 せいさい 遷越製造 せいぞう 。第 だい 一個商業化的原子鐘是National Company 製造 せいぞう 的 てき Atomichron ,這種原子 げんし 鐘 がね 在 ざい 1956年 ねん 至 いたり 1960年間 ねんかん 售出至 いたり 少 しょう 50個 こ 。這些初代 しょだい 商業 しょうぎょう 原子 げんし 鐘 がね 巨大 きょだい 而笨重 じゅう ,1964年 ねん 被 ひ 更 さら 輕 けい 巧 たくみ 的 てき 機 き 架 か 式 しき 原子 げんし 鐘 がね 取 と 代 だい 。[ 2]
1971年 ねん :铯原子 げんし 钟环球 だま 飞行实验首 くび 次 じ 证实了 りょう 狭 せま 义相对论 ,两个经过校 こう 准 じゅん 的 てき 铯原子 げんし 钟在经历不同 ふどう 加速 かそく 历程后 きさき 产生了 りょう 误差。[ 9] [ 10]
1999年 ねん 12月29日 にち ,NIST-F1 銫原子 げんし 鐘 がね 其不确定度 ど 为1.5×10−15 ,相当 そうとう 于2000万 まん 年 ねん 不 ふ 差 さ 一 いち 秒 びょう 。在 ざい 2013年 ねん ,其準確度 かくど 為 ため 每 ごと 1億 おく 年 ねん 加 か /減 げん 1秒 びょう 的 てき 誤差 ごさ (3.1 × 10−16 )。自 じ 1993年 ねん 至 いたり 1999年 ねん ,使用 しよう NIST-7 原子 げんし 鐘 がね ,不 ふ 确定度 ど 达到5×10−15 ,相当 そうとう 于600万 まん 年 ねん 不 ふ 差 さ 一 いち 秒 びょう [ 11] 。
美國 びくに 國家 こっか 標準 ひょうじゅん 暨技術 ぎじゅつ 研究 けんきゅう 院 いん 的 てき NIST原子 げんし 鐘 がね 準 じゅん 確度 かくど 演 えんじ 進 すすむ 歷程 れきてい
2004年 ねん 8月 がつ ,美國 びくに 國家 こっか 標準 ひょうじゅん 技術 ぎじゅつ 研究所 けんきゅうじょ 的 てき 科學 かがく 家 か 發明 はつめい 出 で 了 りょう 晶 あきら 片 かた 尺寸 しゃくすん 的 てき 原子 げんし 鐘 がね ,[ 12] 根據 こんきょ 研究 けんきゅう 人員 じんいん 所 しょ 述 じゅつ ,這種新 しん 的 てき 原子 げんし 鐘 がね 只 ただ 有 ゆう 同類 どうるい 的 てき 1%大小 だいしょう ,所 しょ 需能量 りょう 不 ふ 過 か 125mW 。[ 13] 因 いん 此該原子 げんし 鐘 がね 可 か 以使用 しよう 電池 でんち 來 き 續 ぞく 航 こう ,2011年 ねん 此技術 ぎじゅつ 開始 かいし 商業 しょうぎょう 化 か 。[ 13]
2011年 ねん 8月 がつ 26日 にち ,BBC報 ほう 導 しるべ 英國 えいこく 國家 こっか 物理 ぶつり 實驗 じっけん 室 しつ 的 てき NPL-CsF2 銫原子 げんし 鐘 がね 在 ざい 1億 おく 3千 せん 8百 ひゃく 萬 まん 年 ねん (页面存 そん 档备份 ,存 そん 于互联网档案 あん 馆 )的 てき 時間 じかん 內的誤差 ごさ 不 ふ 會 かい 超過 ちょうか 1秒 びょう 鐘 がね (2.3 × 10−16 )。這一結果在儀器儀表行業期刊Metrologia上 じょう 發表 はっぴょう [ 14] 。
2013年 ねん 7月 がつ 9日 にち ,巴 ともえ 黎 はじむ 天文台 てんもんだい 物理 ぶつり 學 がく 家 か 洛 らく 威 い 茨 いばら 克 かつ (Dr Jerome Lodewyck)率 りつ 領 りょう 的 てき 研究 けんきゅう 團 だん 隊 たい ,在 ざい 「自然 しぜん 通 どおり 訊」(Nature Communications)期 き 刊 かん 發表 はっぴょう 報告 ほうこく 指出 さしで ,鍶-87原子 げんし 「光 ひかり 晶 あきら 格 かく 鐘 がね 」(optical lattice clock)通過 つうか 精 しらげ 準 じゅん 度 ど 測 はか 試 こころみ ,顯示 けんじ 比 ひ 1967年 ねん 起 おこり 採用 さいよう 至 いたり 今 いま 的 てき 國際 こくさい 計時 けいじ 基準 きじゅん 銫原子 げんし 鐘 がね 還 かえ 要 よう 精確 せいかく ,每 まい 3億 おく 年 ねん 才 ざい 會 かい 出現 しゅつげん 1秒 びょう 的 てき 誤差 ごさ 。有 ゆう 「未來 みらい 計時 けいじ 器 き 」之 の 稱 たたえ 的 てき 光 ひかり 晶 あきら 格 かく 鐘 かね 可 か 望 もち 改 あらため 寫 うつし 1秒 びょう 的 てき 定義 ていぎ ,成 なり 為 ため 新 しん 的 てき 計時 けいじ 基準 きじゅん [ 15] 。
2014年 ねん 4月 がつ 3日 にち ,美國 びくに 国家 こっか 标准技 わざ 术研究所 けんきゅうじょ 的 てき NIST-F2 銫原子 げんし 鐘 がね 正式 せいしき 上 うえ 線 せん ,計 けい 劃設計 けい 標準 ひょうじゅん 為 ため 3億年的時間內的誤差不會超過1秒 びょう 鐘 がね (1 × 10−16 ),實際 じっさい 內部測 はか 試 ためし 精度 せいど 為 ため 1.1× 10−16 。2014年 ねん 和 わ 2015年 ねん 三 さん 月 がつ 由 ゆかり 国 くに 际计量 りょう 局 きょく 公布 こうふ 測量 そくりょう 出 で 的 てき 精度 せいど 為相 ためすけ 當 とう 於2億 おく 1140萬 まん 年 ねん 不 ふ 差 さ 1秒 びょう 鐘 がね (1.5 × 10−16 )。
2014年 ねん 8月 がつ 7日 にち ,国 くに 际计量 りょう 局 きょく (BIPM)正式 せいしき 通知 つうち :中国 ちゅうごく 计量科学 かがく 研究 けんきゅう 院 いん (NIM)研 とぎ 制 せい 并运行 ぎょう 的 てき “NIM5铯原子 げんし 喷泉钟”通 どおり 过评审 (页面存 そん 档备份 ,存 そん 于互联网档案 あん 馆 ),被 ひ 接收 せっしゅう 为国际计量 りょう 局 きょく (BIPM)认可的 てき 基 もと 准 じゅん 钟之一 いち ,参与 さんよ 驾驭国 くに 际原子 げんし 时 (TAI)。目前 もくぜん 全 ぜん 球 たま 统一使用的国际标准时间是由国际计量局主导的协调世界 せかい 时 (UTC)。国 くに 际计量 りょう 局 きょく 将 はた 分布 ぶんぷ 在 ざい 全 ぜん 球 たま 53个国家 こっか 70多 た 个守时实验室的 てき 400多 た 台 だい 原子 げんし 钟所报送的 てき 数 すう 据 すえ 进行加 か 权平均 へいきん ,再 さい 利用 りよう 获其认可的 てき 少数 しょうすう 几个国家 こっか 计量院 いん 研 けん 制 せい 的 てき “世界 せかい 上 じょう 最 さい 好 このみ 的 てき 基 もと 准 じゅん 原子 げんし 钟”数 すう 据 すえ 加 か 以校准 なぞらえ ,产生国 こく 际原子 げんし 时(TAI),再 さい 经闰秒 即 そく 产生UTC。迄 まで 今 こん 为止,除 じょ 了 りょう 中国 ちゅうごく 的 てき NIM5,先 さき 后 きさき 只 ただ 有 ゆう 法 ほう 國 こく 巴 ともえ 黎 はじむ 天文台 てんもんだい (LNE-SYRTE) 、美國 びくに 、德 とく 國 こく 联邦物理 ぶつり 技 わざ 术研究 けんきゅう 院 いん (PTB) 、義 よし 大利 おおとし 、日本 にっぽん 情報 じょうほう 通信 つうしん 研究 けんきゅう 機構 きこう (NICT) 、英國 えいこく 、俄 にわか 羅 ら 斯国家 こっか 物理 ぶつり 工程 こうてい 和 わ 无线电技術 ぎじゅつ 計量 けいりょう 科學 かがく 研究 けんきゅう 院 いん (SU) 7国 こく 的 てき 14台 だい 铯原子 げんし 喷泉基 もと 准 じゅん 钟得到 いた 国 くに 际计量 りょう 局 きょく 的 てき 认可,参与 さんよ 驾驭国 こく 际原子 げんし 时。NIM5是 ぜ 在 ざい 科技 かぎ 部 ぶ 和 わ 国家 こっか 自然 しぜん 基金 ききん 委 い 的 てき 支持 しじ 下 か ,由 ゆかり 中国 ちゅうごく 计量科学 かがく 研究 けんきゅう 院 いん 研 けん 制 せい 的 てき 第 だい 二型铯原子喷泉钟(NIM-CsF2),2010年 ねん 通 つう 过专家 か 鉴定。目前 もくぜん 其不确定度 ど 为1.5×10−15 ,相当 そうとう 于2000万 まん 年 ねん 不 ふ 差 さ 一 いち 秒 びょう 。中国 ちゅうごく 计量科学 かがく 研究 けんきゅう 院 いん 正 せい 在 ざい 进行新 しん 一代铯原子喷泉钟NIM6的 てき 研 とぎ 制 せい ,目前 もくぜん 已 やめ 进入调试阶段,全部 ぜんぶ 完成 かんせい 后 きさき 时间频率不 ふ 确定度 ど 将 はた 达到5×10−16 ,相当 そうとう 于6000万 まん 年 ねん 不 ふ 差 さ 一 いち 秒 びょう ,步 ふ 入国 にゅうこく 际先进行列 ぎょうれつ 的 てき “第 だい 一 いち 梯 はしご 队”[ 16] 。2017年 ねん 改 あらため 进后的 てき NIM5不 ふ 确定度 ど 达到 (页面存 そん 档备份 ,存 そん 于互联网档案 あん 馆 )9×10−16 ,相當 そうとう 於3500萬 まん 年 ねん 不 ふ 差 さ 一 いち 秒 びょう (页面存 そん 档备份 ,存 そん 于互联网档案 あん 馆 )。
2016年 ねん 2月 がつ ,義 よし 大利 おおとし 國立 こくりつ 計量 けいりょう 研究所 けんきゅうじょ (INRiM),於2016年 ねん 2月 がつ 國際 こくさい 計量 けいりょう 局 きょく (BIPM)報 ほう 導 しるべ IT-CsF2 銫原子 げんし 鐘 がね (页面存 そん 档备份 ,存 そん 于互联网档案 あん 馆 ),在 ざい 1億 おく 8千 せん 7百 ひゃく 萬年的時間內的誤差不會超過1秒 びょう 鐘 がね (1.7 × 10−16 ),使用 しよう 許多 きょた 由美 ゆみ 國 こく 国家 こっか 标准技 わざ 术研究所 けんきゅうじょ 的 てき NIST-F2部 ぶ 件 けん 組 ぐみ 裝 そう 而成[ 17] 。
2016年 ねん 9月 がつ 15日 にち ,中國 ちゅうごく 載 の 人 ひと 航 こう 天 てん 天宮 てんぐう 二 に 號 ごう 空間 くうかん 站 ,載 の 荷 に 十 じゅう 四 よん 項 こう 空間 くうかん 科學 かがく 實驗 じっけん ,其中空間 くうかん 冷 ひや 銣原子 げんし 鐘 がね 誤差 ごさ 三 さん 千 せん 萬 まん 年 ねん 加減 かげん 一 いち 秒 びょう (1×10−15 )。
2019年 ねん 5月 がつ 20日 はつか ,中国 ちゅうごく 计量科学 かがく 研究 けんきゅう 院 いん 院 いん 长方向 ほうこう 在 ざい 接受 せつじゅ 采 さい 访时说。5月20日 にち 是 ぜ 第 だい 20个“世界 せかい 计量日 び ”,今年 ことし “世界 せかい 计量日 び ”主 しゅ 题为“国 くに 际单位 い 制 せい (SI)——根本 こんぽん 性 せい 飞跃”(The International System of Units - Fundamentally better)。时间 是 ぜ 国 こく 际单位 い 制 せい 的 てき 七个基本物理量之一,是 ぜ 目前 もくぜん 所有 しょゆう 物理 ぶつり 量 りょう 中 ちゅう 准 じゅん 确度最高 さいこう 、应用最 さい 广的物理 ぶつり 量 りょう 。方向 ほうこう 透 とおる 露 ろ ,NIM6铯原子 げんし 喷泉钟目前 まえ 正 ただし 在 ざい 评定认证过程中 ちゅう ,今年 ことし 有望 ゆうぼう 投入 とうにゅう 使用 しよう 。而与NIM5铯原子 げんし 喷泉钟相较而言 げん ,6号 ごう 有 ゆう 着 ぎ 飞跃性 せい 的 てき 创新发展,有望 ゆうぼう 达到1亿年不 ふ 差 さ 一 いち 秒 びょう (3.1×10−16 )甚至更 さら 精 せい 准 じゅん 。“从4号 ごう 钟、5号 ごう 钟再到 いた 6号 ごう 钟,从600万 まん 年 ねん 不 ふ 差 さ 一 いち 秒 びょう 精 しらげ 准 なぞらえ (5×10−15 )至 いたり 一 いち 亿年不 ふ 差 さ 一 いち 秒 びょう ,每 まい 一次进步看起来都是微不足道的非常短时间,然 しか 而这微小 びしょう 的 てき 变化却是这个技 わざ 术一个时代的更迭进步。”方向 ほうこう 感慨 かんがい ,这一代代的演进也很好地诠释了“计量人 じん ”的 てき 追求 ついきゅう ,希望 きぼう 时间越来 ごえく 越 えつ 精 せい 准 なぞらえ ,离时间近一 いち 点 てん ,再 さい 近 きん 一 いち 点 てん [ 18] 。
2019年 ねん 6月 がつ 25日 にち ,深 ふか 空 むなし 原子 げんし 鐘 がね 樣 さま 本 ほん 2019-036C (页面存 そん 档备份 ,存 そん 于互联网档案 あん 馆 )發射 はっしゃ 首 くび 次 じ 試 ためし 飛 ひ 。NASA噴氣 ふんき 推進 すいしん 實驗 じっけん 室 しつ (JPL)的 てき 托 たく 德 とく ·埃 ほこり 利 り 解釋 かいしゃく 說 せつ ,這種新 しん 的 てき 原子 げんし 鐘 がね 利用 りよう 帶電 たいでん 的 てき 汞原子 こ 或 ある 離 はなれ 子來 こらい 計時 けいじ ,而目前 ぜん 地球 ちきゅう GPS衛星 えいせい 上 じょう 的 てき 原子 げんし 鐘 かね 則 そく 使用 しよう 中性 ちゅうせい 的 てき 銣原子來 こらい 計時 けいじ 。由 よし 於深空 そら 原子 げんし 鐘 がね 內部的 てき 汞原子 げんし 帶 たい 有 ゆう 電荷 でんか ,它們會 かい 被 ひ 困 こま 在 ざい 電場 でんじょう 中 ちゅう ,因 いん 而無法 ほう 與 あずか 其容器 き 壁 かべ 相互 そうご 作用 さよう ﹔相 しょう 比 ひ 之 の 下 した ,GPS原子 げんし 鐘 がね 內部的 てき 這種相互 そうご 作用 さよう 會 かい 導 しるべ 致銣原子 げんし 失 しつ 去 さ 節奏 せっそう 。該項目 め 首席 しゅせき 研究 けんきゅう 員 いん 、NASA噴氣 ふんき 推進 すいしん 實驗 じっけん 室 しつ (JPL)的 てき 伊 い 爾 なんじ ·舒伯特 とく 在 ざい 新聞 しんぶん 發布 はっぷ 會 かい 上 じょう 說 せつ ,如果深 ふか 空 むなし 原子 げんし 鐘 がね 在 ざい 太 ふとし 空中 くうちゅう 試驗 しけん 的 てき 這一 いち 年 ねん 進展 しんてん 順 じゅん 利 り ,那 な 麼它最早 もはや 在 ざい 本 ほん 世紀 せいき 30年代 ねんだい 就可以開始 かいし 執行 しっこう 任務 にんむ ,能 のう 為 ため 未來 みらい 的 てき 單向 たんこう 導 しるべ 航 こう 打 だ 好 こう 基礎 きそ 。宇航員 いん 將 はた 可 か 以用其在月 がつ 球 だま 表面 ひょうめん 進行 しんこう 導 しるべ 航 こう ,也可以安全 あんぜん 地 ち 自主 じしゅ 執行 しっこう 任務 にんむ ,前 ぜん 往火星 ぼし 以及更 さら 遠 とお 的 てき 深 ふか 空 むなし 。減少 げんしょう 與 あずか 地球 ちきゅう 之 の 間 あいだ 的 てき 通信 つうしん ——這將是 ぜ 航 こう 天 てん 器 き 目前 もくぜん 航行 こうこう 方式 ほうしき 的 てき 巨 きょ 大 だい 改 あらため 進 すすむ [ 19] 。
2019年 ねん 9月 がつ 11日 にち ,在 ざい Nature 的 てき 两篇论文中 ちゅう ,Masuda等 とう 人 じん 和 わ Seiferle等 とう 人 じん 共同 きょうどう 报告了 りょう ⼀种新型 しんがた 的 てき 核 かく 鐘 がね (Nuclear clock),而这个时鐘 がね 反 はん 而使用 しよう 原子核 げんしかく 的 てき 两个状 じょう 态之间进行 ぎょう 转换。这样的 てき 核 かく 鐘 がね 胜过现有的 てき 銫原子 げんし 鐘 がね 。核 かく 鐘 がね 可 か 以应用 よう 于暗 くら 物 もの 质研究 けんきゅう 和 わ 观察物理 ぶつり 基本 きほん 常数 じょうすう 的 てき 可能 かのう 变化。这样的 てき 釷-229“核 かく 鐘 がね ” 可能 かのう 达到三 さん 千 せん 億 おく 年 ねん 誤差 ごさ 不 ふ 超 ちょう 一 いち 秒 びょう 鐘 がね ,大 だい 约(1× 10−19 )的 てき 不 ふ 确定性 せい [ 20] 。
2019年 ねん 12月25日 にち ,中國 ちゅうごく 計量 けいりょう 科學 かがく 研究 けんきゅう 院 いん 宣布 せんぷ NIM6已 やめ 完成 かんせい 研 けん 發 はつ ,準 じゅん 確度 かくど 優 ゆう 於5400萬 まん 年 ねん 不 ふ 超過 ちょうか 一 いち 秒 びょう (5.8 × 10−16 )[ 21] 。
2020年 ねん 10月 がつ 27日 にち ,國際 こくさい 計量 けいりょう 局 きょく (BIPM)報 ほう 導 みちびけ ,德 とく 國 こく ptb-csf2銫原子 げんし 鐘 がね (页面存 そん 档备份 ,存 そん 于互联网档案 あん 馆 ),在 ざい 1億 おく 8千 せん 7百 ひゃく 萬年的時間內的誤差不會超過1秒 びょう 鐘 がね (1.7 × 10−16 )。法 ほう 國 こく syrte-fo2銫原子 げんし 鐘 がね (页面存 そん 档备份 ,存 そん 于互联网档案 あん 馆 ),在 ざい 1億 おく 3千 せん 8百 ひゃく 萬年的時間內的誤差不會超過1秒 びょう 鐘 がね (2.3 × 10−16 )。俄 にわか 羅 ら 斯su-csfo2銫原子 げんし 鐘 がね (页面存 そん 档备份 ,存 そん 于互联网档案 あん 馆 ),在 ざい 1億 おく 4千 せん 4百 ひゃく 萬年的時間內的誤差不會超過1秒 びょう 鐘 がね (2.2 × 10−16 )。
原子 げんし 钟的发展已 やめ 促成 そくせい 许多科学 かがく 和 わ 技 わざ 术进步 ふ ,例 れい 如精确的全 ぜん 球 たま 和 わ 区域 くいき 导航卫星系 けい 统以及在互联网上的 てき 应用,这些技 わざ 术在很大程度 ていど 上 じょう 取 と 决于频率和 わ 时间标准。原子 げんし 钟安装 そう 在 ざい 时间信号 しんごう 无线电发射 しゃ 器 き 的 てき 位置 いち 。他 た 们应用 よう 在 ざい 一些长波和中波广播电台中,以提供 ていきょう 非常 ひじょう 精 せい 确的载波频率。原子 げんし 钟在许多科学 かがく 学科 がっか 中 ちゅう ,如在射 しゃ 电天文学 ぶんがく 长基线使用 しよう 干涉 かんしょう 测量。[ 22]
美国 びくに 空 そら 军太空 そら 司令 しれい 部 ぶ 运营的 てき 全 ぜん 球 たま 定位 ていい 系 けい 统 (GPS)提供 ていきょう 了 りょう 非常 ひじょう 准 じゅん 确的定 てい 时和频率信号 しんごう 。GPS接收 せっしゅう 器 き 通 どおり 过测量 りょう 至 いたり 少 しょう 四个但通常更多的GPS卫星的 てき 信号 しんごう 的 てき 相 しょう 对时间延迟来工作 こうさく ,每 まい 个GPS卫星至 いたり 少 しょう 具有 ぐゆう 两个机 つくえ 载铯 和 かず 两个铷 原子 げんし 钟 。相 あい 对时间在数学 すうがく 上 じょう 转换为三个绝对空间坐标和一个绝对时间坐标。[ 23] GPS时间(GPST)是 ぜ 一个连续的时间标度,理 り 论上精 せい 确到大 だい 约14纳秒 。[ 24] 然 しか 而,大 だい 多数 たすう 接收 せっしゅう 器 き 在 ざい 信号 しんごう 中 ちゅう 会 かい 失 しつ 去 さ 准 じゅん 确性,并且仅精确到100纳秒 。[ 25] [ 26] GPST与 あずか TAI(国 くに 际原子 げんし 时间)和 かず UTC(协调世界 せかい 时)相 あい 关,但 ただし 有 ゆう 所 しょ 不同 ふどう 。GPST与 あずか TAI保持 ほじ 恒 つね 定 じょう 的 てき 偏 へん 移 うつり 量 りょう (TAI–GPST=19秒 びょう ),并且像 ぞう TAI一 いち 样不执行闰秒 。定期 ていき 对卫星 ぼし 中 ちゅう 的 てき 车载时钟进行校正 こうせい ,以使其与地面 じめん 时钟保持 ほじ 同 どう 步 ふ 。[ 27] [ 28] GPS导航消息 しょうそく 包括 ほうかつ GPST和 わ UTC之 の 间的差 さ 异。截至2015年 ねん 7月 がつ ,GPST比 ひ UTC提 ひさげ 前 まえ 17秒 びょう ,因 いん 为UTC在 ざい 2015年 ねん 6月 がつ 30日 にち 增加 ぞうか 了 りょう 闰秒 。[ 29] [ 30] 接收 せっしゅう 机 つくえ 从GPS时间中 ちゅう 减去此偏移 うつり 量 りょう 以计算 さん UTC和 わ 特定 とくてい 时区值。
俄 にわか 罗斯航 こう 天 てん 集 しゅう 团 运营的 てき 格 かく 洛 らく 纳斯系 けい 统 (GLONASS)提供 ていきょう 了 りょう 全 ぜん 球 たま 定位 ていい 系 けい 统(GPS)系 けい 统的替 がえ 代 だい 方案 ほうあん ,并且是 ぜ 第 だい 二个在全球范围内运行且具有相当精度的导航系统。GLONASS时间(GLONASST)由 ゆかり GLONASS中央 ちゅうおう 同 どう 步 ふ 器 き 生成 せいせい ,通常 つうじょう 优于1000纳秒。[ 31] 与 あずか GPS不同 ふどう ,GLONASS时标像 ぞう UTC一样实现闰秒精确。[ 32]
伽 とぎ 利 り 略 りゃく 定位 ていい 系 けい 统卫星 ぼし 使用 しよう 的 てき 太 ふと 空 むなし 无源氢作为机载计时系统的主 ぬし 时钟
伽 とぎ 利 り 略 りゃく 定位 ていい 系 けい 统是 ぜ 由 よし 操作 そうさ 欧 おう 洲 しゅう 导航卫星系 けい 统管理 かんり 局 きょく (GNSS)和 わ 欧 おう 洲 しゅう 空 そら 间局和 かず 附近 ふきん 实现全面 ぜんめん 运行覆 くつがえ 盖全球 だま 。伽 とぎ 利 り 略 りゃく 于2016年 ねん 12月15日 にち 开始提供 ていきょう 全 ぜん 球 たま 早期 そうき 作 さく 战能力 りょく (EOC),提供 ていきょう 第 だい 三 さん 套,也是第 だい 一套非军用的全球导航卫星系统,当 とう 时计划在2019年 ねん 达到完全 かんぜん 作 さく 战能力 りょく (FOC)。[ 33] [ 34] 为了实现伽 とぎ 利 り 略 りゃく 的 てき FOC覆 くつがえ 盖星座 せいざ 目 め 标,需要 じゅよう 添加 てんか 计划中 ちゅう 的 てき 额外卫星。伽 とぎ 利 り 略 りゃく 系 けい 统时间(GST)是 ぜ 一个连续的时间标度,它是由 よし 地面 じめん 站意大利 おおとし 富 とみ 奇 き 诺伽利 り 略 りゃく 控 ひかえ 制 せい 中心 ちゅうしん 生成 せいせい 的 てき 精 せい 确定时设施 ほどこせ ,它基于不同 どう 原子 げんし 钟的平均 へいきん 值,并由伽 とぎ 利 り 略 りゃく 中央 ちゅうおう 部分 ぶぶん 维护,并与TAI,标称偏 へん 移 うつ 低 てい 于50纳秒 。[ 35] [ 36] [ 37] [ 34] 根 ね 据 すえ GNSS机 つくえ 构的说法,伽 とぎ 利 り 略 りゃく 提供 ていきょう 30纳秒 的 てき 定 てい 时精度 せいど 。[ 38] 欧 おう 洲 しゅう GNSS服 ふく 务中心 ちゅうしん 于2018年 ねん 3月 がつ 发布的 てき 季 き 度 ど 绩效报告指出 さしで ,UTC时间传播服 ふく 务精度 せいど 为≤7.6纳秒 ,这是通 どおり 过在过去12个月中 ちゅう 累 るい 计样本 ほん 并超过≤30纳秒 的 まと 目 め 标得出 で 的 てき 。[ 39] [ 40] 每 まい 个伽利 り 略 りゃく 卫星都 と 有 ゆう 两个被 ひ 动式氢微 ほろ 波 なみ 激 げき 射 い 器 き 和 かず 两个铷 原子 げんし 钟 ,用 よう 于机载计时。[ 41] [ 42] 伽 とぎ 利 り 略 りゃく 导航信 しん 息 いき 包括 ほうかつ GST,UTC和 わ GPST之 の 间的差 さ 异(以促进互操作性 そうさせいわる )。[ 43] [ 44]
北斗 ほくと 卫星导航系 けい 统北斗 ほくと 2/北斗 ほくと -3是 ぜ 由 ゆかり 中国 ちゅうごく 国家 こっか 航 こう 天 てん 局 きょく 运营。北斗 ほくと 时间(BDT)是 ぜ 从2006年 ねん 1月 がつ 1日 にち UTC0:00:00开始的 てき 连续时间标度,并在100纳秒 内 うち 与 あずか UTC同 どう 步 ふ 。[ 45] [ 46] 北斗 ほくと 于2011年 ねん 12月在中 ざいちゅう 国 こく 投入 とうにゅう 使用 しよう ,使用 しよう 了 りょう 10颗卫星 ぼし [ 47] ,并于2012年 ねん 12月开始为亚太地 たいじ 区 く 的 てき 客 きゃく 户提供 ていきょう 服 ふく 务。[ 48] 2018年 ねん 12月27日 にち ,北斗 ほくと 导航卫星系 けい 统开始 はじめ 提供 ていきょう 据 すえ 报道的 てき 20纳秒 定 てい 时精度 せいど 的 てき 全 ぜん 球 たま 服 ふく 务。[ 49] 覆 くつがえ 盖全球 だま 的 てき 第 だい 35颗也是 ぜ 最 さい 后 きさき 一 いち 颗北斗 と 3号 ごう 卫星于2020年 ねん 6月 がつ 23日 にち 发射入 にゅう 轨道。[ 50]
无线电时钟 是 ぜ 由 よし 政府 せいふ 无线电的装置 そうち 通 どおり 过接收 せっしゅう 的 てき 无线电 接收 せっしゅう 器 き 自 じ 动同步 ふ 本身 ほんみ 的 てき 时间信号 しんごう 。许多零 れい 售商将 はた 电子钟作为原子 げんし 钟销售不准 じゅん 确。[ 51] 尽 つき 管 かん 它们接收 せっしゅう 到 いた 的 てき 无线电信号 ごう 来 らい 自 じ 原子 げんし 钟,但 ただし 它们本身 ほんみ 并不是 ぜ 原子 げんし 钟。普通 ふつう 的 てき 低 てい 成本 なりもと 消 しょう 费级接收 せっしゅう 机 つくえ 仅依靠 もたれ 幅 はば 度 ど 调制的 てき 时间信号 しんごう ,并使用 しよう 带有小型 こがた 铁氧体 たい 线圈天 てん 线的 てき 窄带接收 せっしゅう 机 つくえ (带宽为10 Hz へるつ )以及具有 ぐゆう 非 ひ 最 さい 佳 けい 数字 すうじ 信号 しんごう 处理延 のべ 迟的电路,因 いん 此只能 のう 期 き 望 もち 以±0.1秒 びょう 的 てき 实际不 ふ 确定性 せい 精度 せいど 来 らい 确定秒 びょう 的 てき 开始。这对于使用 しよう 标准质量石英 せきえい 钟的 てき 无线电控制 せい 的 てき 低 てい 成本 なりもと 消 しょう 费级时钟进行每日 まいにち 同 どう 步 ふ 的 てき 计时就足够了。[ 51] 仪器等 とう 级的时间接收 せっしゅう 器 き 可 か 提供 ていきょう 更 さら 高 だか 的 てき 精度 せいど 。距无线电发射器 き 每 ごと 300公里 くり (186英里 えり )的 てき 距离,此类设备会 かい 产生大 だい 约1毫秒的 てき 传输延 のべ 迟,许多政府 せいふ 出 で 于发射 しゃ 时间的 てき 考 こう 虑而操作 そうさ 发射器 き 。
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基本 きほん 概念 がいねん 时间单位
取 と 法 ほう 自然 しぜん 人為 じんい 單位 たんい 中國 ちゅうごく 古代 こだい 曆法 れきほう 時間 じかん 單位 たんい 印度 いんど 古代 こだい 時間 じかん 單位 たんい 取 と 自 じ 物理 ぶつり 理論 りろん
天文 てんもん 的 てき 年 とし 天文 てんもん 的 てき 月 がつ 天文 てんもん 的 てき 日 び 天文 てんもん 的 てき 時 とき 時間 じかん 標準 ひょうじゅん 授時與 あずか 守時 もりとき
其他