历史上,时间曾由天文观测确定,但随着时间计量从天文秒向原子秒的演进,全球标准时间的维护职责逐渐从天文机构转移至计量机构。相应地,国际计量局则负责维护全球统一的国际原子时TAI及其衍生出的协调世界时UTC(其中UTC还需根据需要进行闰秒调整),而各国或地区自行建立的原子时则被称为地方原子时,标识为TA(k)或UTC(k),k代表各自守时实验室的编号,UTC(k)需与UTC保持同步。 中国计量院建立并保持的本地协调世界时UTC(NIM),是协调世界时UTC的一种本地化实现,是我国的时间频率计量基准,而北京时间则是UTC加上8小时的时差。

计量院自1980年起建立了地方原子时系统,并于次年通过国家鉴定,1983年原国家计量局授权其作为我国时间频率传递的工作基准。TA(NIM)与UTC(NIM)的生成过程与国际原子时类似,均依赖于多台高精度原子钟的加权平均计算,形成极为稳定的时间尺度。这些时间的准确度通过双重途径校准:一是利用国内自主研发的国家时频基准设备,二是通过比对国际原子时来实现。通过国际原子时比对来校准为主要校准手段。至2004年,计量院采用包括3台铯原子钟和2台氢原子钟在内的5台原子钟守时,它们均被安置在精密控制的恒温、屏蔽环境中。北京时间通过电视、互联网及电话网络等多种渠道向全国范围传递,与此同时,也在开展用GPS共视法进行远距离高精度传递研究。

2012年,中国计量院于昌平院区建立了新的国家原子时标基准装置。该基准装置引入了先进的原子时计算方法,扩建了守时钟组(6台氢原子钟和7台铯原子钟)顺利完成了新旧时间标准装置的无缝对接,UTC与UTC(NIM)偏差在10纳秒以内,达到了国际先进水平。新UTC(NIM)时间基准积极参与国际原子时合作,确保了时间的国际可溯源性,并对协调世界时UTC的发展做出了显著贡献,同时作为国内时间频率量值体系的源头,提供了稳定、精确且可靠的基准时标。2016年,与喷泉团队共同完成的“新一代国家时间频率基准的关键技术与应用”项目荣获国家科学技术进步一等奖。

此外,中国计量院于2013年凭借基于载波相位技术的方案,主导了欧亚四国间的铯原子喷泉钟国际比对项目,这标志着中国首次在国际舞台上成功主导实施了基准钟的跨国比对。2014年,中国计量院被BIPM认定为全球九家一级GNSS时间传递链路校准实验室之一,承担起亚太区域内二类实验室的校准任务,进一步巩固了计量院在全球时间传递与校准领域的权威地位。

中国计量院所维护的铯喷泉钟秒长国家计量基准和国际原子时合作返回的UTC-UTC(NIM)数据对原子时标国家计量基准UTC(NIM)进行驾驭(校准),确保了UTC(NIM)的准确性与稳定性。,目前UTC(NIM)与UTC之间的偏差被严格控制在±3纳秒以内,合成标准不确定度优于2纳秒。(作者:中国计量科学研究院 张越)

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