大家都知道时间和空间是宇宙万物的基本属性，据统计大概有85% 的信息与位置和时间相关。从科学技术的发展史来看，在需求牵引和技术推动的作用下，人们一直在寻求更多的技术先进来获取空间位置和时间位置的手段。

授时是什么

授时是指确定、保持某种时间尺度，并通过有线或者无线的方式将代表这种尺度的标准时间信息发送或者转发给用户的一系列过程。

在这个通信网络规模不断扩大的时代，通讯设备类型日益趋多，不同类型的通讯产品要求能在同一个网管平台上做到统一管理的需求不断增加。因此，大到国家运转、小到日常生活，都离不开高精度授时的支持。

举一个例子，当你发现手机的时间比公司打卡机的时间慢了2秒，为了每天能够准时打卡上班，你将手机的时间校准成公司打卡机的时间，这个过程其实就是一种授时。

授时的方法有很多，但是在各种授时方法中，卫星授时由于覆盖范围广、精度高、全天候和通用性强等诸多优点而得到广泛应用，卫星授时是实现全球范围内时间精确同步的最佳选择。

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当时美国建立GPS的时候，一个很重要的目的就是为战场区域或在其他用户的活动范围内,按照公共时间基准,使用户获得与保持准确和精密时间的能力。时效性根据不同用户需要而定。授时包括时间传递。

中国电网需要卫星授时

而授时系统是智能电网的重要组成部分。它是整个智能电网的时钟同步脉冲。所有设备时钟和数据时标必须统一一致；每个设备同时采集的所有数据必须标记相同的时间戳，以便传输。如果没有时间服务系统，数据采集只能反映各设备的工作状态，而不能反映整个电网的分段状态和变化过程。

现代电力系统安装了各种自动化设备，如测控装置，RTU，故障录波器，微机保护装置，分时电能表等，这些自动化设备内部都有实时时钟。实时时钟实际上都是电子钟。电子钟不可避免的会有误差，所以需要对电子钟进行定时校准。其原理就像我们日常校对手表的方式一样，隔一定时间间隔根据某时间基准信号设置一次。这个实现时钟自动校对的过程称为时钟同步。

电力系统时钟同步系统是利用全球定位系统对电厂、变电站的计算机监控系统、测控装置、线路微机保护装置、故障录波装置、电能量计费系统等进行统一对时，实现整个电厂、变电站的时钟完全统一。全网时钟不同步会造成一些较为特殊的故障，如数据和信息丢失、SOE事件信息逻辑混乱、某些工作站死机甚至系统瘫痪[。因此，时钟同步是影响电力系统运行稳定性和可靠性的重要因素之一。

为了统一内部时钟，此前我国电力系统不得不把美国的GPS(全球卫星定位系统)作为主要的授时手段，通过GPS的民用频道向电力系统的电力自动化设备、微机监控系统、安全自动保护设备、故障及事件记录等智能设备提供授时信号，以实现电力系统的“同步”运行。

但是，这一做法也存在着巨大的隐患。电力工业的安全生产关系国家能源安全和国民经济命脉，一旦发生紧急事态，GPS信号关闭或调整，将引发我国电网系统的重大安全事故。目前，我国电网每年都有因GPS卫星授时不准而发生的事故，给国家带来了巨大的经济损失。

中国攻克难关，掌握卫星授时技术

作为一个拥有14亿人口的国家，整个国家的电力工业的自主权如果无法牢牢操控在自己的手里，那整个国家就只能被别人牵着鼻子走，这是我们无法容忍的事情。

而就就需要我们拥有自己的全球导航系统，这就是北斗导航，北斗一号系统虽然可实现 双向授时，授时精度可达 20 ns，但其用户容量受到极大限制，不利于授时系统的大范围推广。北斗二号系统可实现单向授时，授时精度为 100 ns，可满足电力领域大多数的应用需求，但对于时间精度要求较高的应用无法满足。

随着中国经济的不断发展，以及电力技术的不断提高，大部分变电站采用了综合自动化方案，对于准确授时提出了更高的要求。从电厂发出的每度电，以高达每秒30万公里的速度经过变电站并网输送，经过数个、数十个变电站的长距离配送，最终抵达用户。这个过程涉及几百台设备保护电力安全运行，可以想见，如果中间的一些设备出现时间误差，轻则会造成设备失控，影响电流的正常传输，重则会造成整个电网瘫痪

这个时候，对于使用自己导航系统为电网授时的需求也就越来越迫切。

所以中国研究人员经过不断地努力，在2010年的时候，研发出“北斗电力全网时间同步管理系统”，解决了电力系统时间同步应用中的三个难题：可靠的时钟源，全网时间同步管理，远程集中实时监测维护。成功让北斗一号系统实现了局部授时，这套系统的单向授时精度100纳秒，双向授时达到20纳秒，指标均优于国外同类系统。这结束我国电力运行时间完全依赖美国GPS全球定位系统的历史，使得以往缺乏安全保障的“美国授时”变为“中国授时”。

中国电网进入北斗时间

后来，国家标准《电力系统时间同步基本规定》于2018年10月起实施，规定了电力系统时间同步系统时钟源采用天基授时为主、地基授时为辅的模式，其中天基授时采用以中国北斗卫星导航系统为主、美国全球定位系统（GPS）为辅的单向方式。

到了2018年的时候，中国在电力调控领域、管理信息领域已全面应用北斗授时信号，中国电网彻底迈进了“北斗时间”。

现在通信、电力系统的时间精度都是微秒级，北斗定时精度在20至30纳秒，通过地基增强和天基增强，可实现时间精度为1个纳秒或者优于1个纳秒，实时位置能精准到1个厘米，特定领域事后精度可以做到1个毫米。这是GPS授时所无法实现的。

另外， 北斗卫星系统具有转发和收发双向数字报文的通信能力，而 GPS 系统本身不具备通信能力，北斗系统在数据测量点和主站的数据通信方面将会具有独特的优势。

当然，北斗授时不仅应用在中国电网，也广泛应用于通信、交通、证券、航空、国防等领域。

举一个简单的例子，中国神舟十五号和中国空间站交会对接，双方的对接机构必须精确对准，严丝合缝，稍有差错，“太空之吻”就会变成“车祸现场”。而这就需要北斗授时系统，提供时间的精准同步。

你觉得美国的GPS会给予你这样的帮助吗？没有北斗导航作依托，中国许多通信、国防、航天项目将成为幻影。北斗导航的意义远比我们想象的更为重要。