現在の国際標準時は協定世界時（協定世界時、UTC）と呼ばれ、「世界標準時」とも呼ばれます。原子時と世界時を組み合わせたもので、原子時の 2 番目の長さに基づいており、時間の点で限りなく世界時に近いものです。最も一般的に使用されている最新のタイミング方法は衛星タイミングであり、車両ナビゲーション、車両監視、交通配車、船舶、通信基地局、電力金融タイミングなどの分野で広く使用されています。では、古代および現代の中国や海外にはどのようなタイミング技術があるのでしょうか? この記事では、古代と現代の中国と外国のタイミングとタイミング技術を理解することができます。
1.標準
桂標は古代のシンプルかつ重要な天文器具で、縦の「時計」と横の「桂」で構成されています。古代人は正午の影の長さを使用して、二十四節気と一年の長さを決定しました。
2. 鐘鼓楼
古代人は夜を5つのシフトに分け、各シフトは1時間でしたが、現代では2時間になります。鐘鼓楼は「銅壺砂時計＋鐘＋太鼓」のタイミングを採用しており、毎日夕方の太鼓から始まり朝の鐘で終わる時間を知らせます。
3. 香鐘
香料を燃やして時間を測る器具は、遅くとも北宋時代 (960 ～ 1127 年) には登場しました。時々、線香が燃え上がり、金属球が下の銅板に落ちて音を立てて時を知らせます。
4. 天文台
この天文台は中国で最も古い天文台であり、その機能は太陽の影を測定する基準に相当します。そびえ立つ塔のような建物は地面に直立したポールに相当し、ホームのすぐ北にある「長い堤防」は太陽の影の長さを測るための「物差し」です。
5.ヤンヨウの砂時計
楽器全体は、日釜、月釜、星釜、受け釜、時間目盛りの付いた銅製の定規、木製の浮き矢で構成されており、受け釜の木の矢と時計の時間目盛りを比較します。当時の時刻を示す銅製の目盛り。
歴史的には、このように時間基準を定め、時間情報を伝達する行為を「時間を尊重し、人々に与える」、略して「時間を与える」と呼ばれています。
海外ではこの行為をタイムサービス、つまりTime Serviceと呼んでいます。
▉ 一時的な時間から原子的な時間への時間システムの進化
17 世紀から 19 世紀にかけて、人間の機械技術の継続的な向上により、時計製造産業は急速な発展期を迎え、工業生産を実現しました。
時計の急速な普及は人々の時間の概念を徐々に変え、社会の発展と進歩を促しました。
19世紀の英国紳士の標準装備だった懐中時計
20世紀に入るとエレクトロニクス産業が急速に発展し、電池式時計、交流時計、電気機械時計、クオーツ電子時計などが次々と登場しました。時計はマイクロエレクトロニクス技術と精密機械を組み合わせたクォーツ化の新時代を迎え、日差は0.5秒以内に徐々に抑えられています。
同時に、人間の時間認識も新たな段階に入り、「時間システム」という概念が徐々に確立されていきました。
時間システム。時間周波数基準とも呼ばれます。端的に言えば、時間を測る方法です。
一般的な時刻システムには次の 3 つがあります。
地球の自転周期に基づく世界時 (UT)
地球が太陽の周りを公転する周期に基づく天体暦時間 (ET)
物質内部の原子（セシウム原子など）が発する電磁振動周波数に基づく原子時間（AT）
世界時には不均一性があり、暦時の測定精度が低いため、1967年の第13回世界度量衡会議において、各国代表の決議により、暦時ではなく原子時を基本的な時間測定系として採用することが決議されました。 。原子時間の秒は国際単位系の時間単位として定義され、3 つの主要な物理量の基本単位の 1 つです。
現在の国際標準時は協定世界時（協定世界時、UTC）と呼ばれ、「世界標準時」とも呼ばれます。原子時と世界時を組み合わせたもので、原子時の 2 番目の長さに基づいており、時間の点で限りなく世界時に近いものです。
地球が経度に応じて 24 のタイムゾーンに分かれていることは誰もが知っています。中国には5つのタイムゾーンがありますが、「UTC+8」のタイムゾーンである「北京時間」を一律に採用しています。
私たちの国のタイムゾーン
▉ タイミングを計る方法は何ですか
計時ツールと時刻システムには大きな変化が生じており、当然、計時方法もそれに応じて変更する必要があります。
タイミングプロセスは実際には通信プロセスです。電磁気理論はコミュニケーションを変え、タイミングも変えました。
さまざまな電磁波の周波数と送信手段に応じて、最新のタイミング技術は次のカテゴリに分類されます。
1. 短波のタイミング
タイムサービスには波長100m～10m（周波数：3MHz～30MHz）の短波無線を使用します。
私たちの国を例に考えてみましょう。陝西省臨潼市には、中国科学院国家時刻サービスセンターの本部がある。私の国の国家標準時（北京時間）の生成、保守、放送業務を行っています。
国家時刻サービスセンターの時刻サービスステーションは陝西省浦城にあります。ここの短波ラジオ局は2.5MHz、5MHz、10MHz、15MHzの周波数を使用して中国の短波ラジオ時報を一日中継続的に放送しており、コールサインはBPMです。
短波タイミング信号は空波と地上波で送信されます。地上波は 100 キロメートル、空波は半径 3,000 キロメートル以上を伝送でき、基本的には全国をカバーでき、タイミング精度はミリ秒のオーダーです。
空と地の波
2. 長波のタイミング
タイムサービスには波長10km～1km（周波数：30KHz～300KHz）の長波ラジオが使われています。
国家時刻サービスセンターの長波無線局のコールサインはBPLで、送信周波数は100KHzです。
長波タイミング信号の地上波動作距離は1000～2000キロメートル、空波信号は3000キロメートルで、基本的に我が国の内陸海域と沖合海域をカバーし、タイミング精度はマイクロ秒のオーダーです。
3. 低周波タイムコードのタイミング
低周波タイムコード タイミングは特別な長波タイミングであり、地域の標準時間と周波数の送信に適しています。
国家時刻サービスセンターは、搬送周波数68.5KHzの連続波タイムコードタイムサービスシステム技術を採用しています。
一般的な電波時計・電波時計はこの信号を受信して自動的に時刻を確認することができ、その精度は30万年に達し、誤差は1秒以内です。
電波時計
4. 電話のタイミング
電話網を利用して標準時刻を送信することを電話時刻サービスといいます。
たとえば、専用の電話タイム コード受信機を介して国家時刻サービス センターのサービス ラインにダイヤルすると、標準北京時刻の表示と出力が自動的に取得され、タイム サービスの精度は 10 ミリ秒です。
5. テレビのタイミング
あはは、毎日19時に放送されるニュースのことではありません。
中国中央テレビが原子時計から提供される時刻情報を自社のテレビ信号に「密かに」挿入したとは誰も考えなかったでしょう。ユーザー機器が TV 信号を受信した後、約 10 マイクロ秒の精度でタイミングを実現するように補正できます。
6. ネットワークのタイミング
これについては誰もがよく知っているはずです。私たちのコンピュータでよく使用される NTP (Network Time Protocol、ネットワーク タイム プロトコル) は、ネットワーク タイム サービスです。
対象となるNTPサーバーのIPアドレスが設定されていれば、ローカルコンピュータで時刻同期を実現できます。
NTP設定インターフェース
7. 衛星のタイミング
上記で紹介したのはすべて地上ベースのタイミング方法ですが、次に最も一般的な宇宙ベースのタイミング方法である「衛星タイミング」を見てみましょう。
私たちは毎日、Baidu や Gaode などのナビゲーション アプリや位置情報アプリを使用しています。これらのアプリがナビゲーションや測位を実現できるのは、携帯電話が衛星と通信し、衛星が提供するサービスを利用できるためであることも誰もが知っておくべきです。
ナビゲーションおよび測位サービスを提供する衛星システムは、GNSS システム (Global Navigation Satellite System) と呼ばれます。
有名な GPS は米国の GNSS システムであり、世界で最初の GNSS システムです。今では有名になった北斗は、中国が独自に開発・構築したGNSSシステムです。
世界的なカバレッジ機能も備えた GNSS システムには、ロシアの GLONASS (Glonass) やヨーロッパの Galileo (Galileo) などがあります。
GNSS には、全地球的な衛星システムに加えて、いくつかの地域システムと拡張システムも含まれています。
多くの人は、測位とナビゲーション以外に、GNSS システムにはタイム サービスという非常に重要な機能があることを知りません。
GNSS の 3 つのコア機能は、通常 PVT と略され、Position (位置)、Velocity (速度)、Time (時間) です。
では、GNSS はどのようにタイミングを認識するのでしょうか?
すべての GNSS 衛星には原子時計が搭載されています。これにより、送信される衛星信号に正確な時刻データを含めることができます。専用の受信機または GNSS タイミング モジュールを使用すると、これらの信号をデコードでき、原子時計とデバイスの時刻同期を迅速に実行できます。
前述の長波、短波、ネットワーク、その他のタイミング技術と比較すると、GNSS 衛星タイミングには明らかな技術的利点があります。
まず、GNSS タイミングの精度が高くなります。
北斗を例に挙げてみましょう。北斗衛星航法システムの時刻をBDTといいます。BDT が原子時である場合、我が国の国家時刻サービスセンターの協定世界時 UTC に遡ることができ、UTC との時差管理精度は 100ns 未満です。
さまざまなタイミング方式のタイミング精度の比較
精度に加えて、GNSS 衛星タイミングには固有のカバレッジ利点もあります。
長波と短波の地上ベースのタイミングは物理的な伝播距離によって制限されます。山などの環境障害物に遭遇すると、伝送距離はさらに短くなります。
GNSS 衛星タイミングは、カバレッジの点で明らかにはるかに強力です。特に海洋航行や航空宇宙のシナリオでは、GNSS 衛星タイミングには明らかな利点があります。
要約:
GNSS 衛星タイミングには、タイミング精度が高く、カバー範囲が広いという明らかな技術的利点があります。
情報参照先: www.skylab.com.cn/newsview-1015.html
より高いタイミング精度:北斗を例に挙げます。北斗衛星航法システムの時刻をBDTといいます。BDT が原子時である場合、中国国家時報センターの協定世界時 UTC まで遡ることができ、UTC との時差制御精度は 100ns 未満です。SKYLAB には GPS タイミング モジュールがあり、北斗タイミング モジュールがあります。タイミング精度は 10nS、15nS、および 20nS です。
より広いカバレッジ: GNSS 衛星の信号カバレッジのおかげで、特に海洋航行や航空宇宙シナリオの場合、ネットワーク カバレッジのない弱い信号や高山のジャングルなどの環境では、GNSS 衛星のタイミングは物理的な伝播距離、リアルタイム出力時間の制限を無視できます。 GNSS タイミング モジュールによるデコード用のデータを取得し、デバイスと原子時計の間の時間を迅速に同期します。