時間，與人們工作生活息息相關。人們上下班要按時，外出乘火車、飛機要按時，情人約會也要約定時間和地點。
具有測距功能的全站儀（來自互聯(lián)網(wǎng)）
時間，與測繪有著不解之緣。空間信息因時間的不同而發(fā)生變化；運動中的物體因時間的不同而有不同的空間位置；距離的量測，如電磁波測距，實際上就是測量時間，用時間乘以電磁波傳播速度便計算出距離；通過時間測量，還可以推算出當?shù)氐慕?jīng)度等等。
添加微信好友, 獲取更多信息
復制微信號
北斗導航衛(wèi)星發(fā)射（來自互聯(lián)網(wǎng)）
時間，在航天活動中的作用重大。各測控站所獲得的信息必須依據(jù)統(tǒng)一的計時基準進行分析和處理，才具有使用價值。時間信號還用于控制程序儀器，完成火箭、導彈的點火和使儀器按程序工作。衛(wèi)星導航系統(tǒng)的本質(zhì)是一個時間測量系統(tǒng)，若衛(wèi)星存在十億分之一秒（1納秒）的時間誤差，則會產(chǎn)生0.3米的測距誤差。因此，原子鐘是衛(wèi)星導航系統(tǒng)衛(wèi)星的心臟，其精度直接決定著導航定位的精度。
時間，在軍事上有重大的應用價值。統(tǒng)一的標準時間，是部隊統(tǒng)一行動和快速反應的基礎。各種車輛、艦艇、飛機、導彈和各種航天器的導航與定位，都離不開精確統(tǒng)一的時間標準。沒有統(tǒng)一的、高精度的時間（同步），就不可能實現(xiàn)作戰(zhàn)體系內(nèi)軍兵種和各種武器裝備的協(xié)同作戰(zhàn)，甚至關系到作戰(zhàn)行動的成敗。
因此，時間幾乎無人不知。那么，什么是時間？有人說時間就是鐘表上的讀數(shù)，也有人說時間就是日出日落、四季更替……這些表述都沒有錯，但又不準確。時間是一個抽象的概念。理論上講，時間是最基本物理量之一，是物質(zhì)存在的一種基本形式，是描述物質(zhì)運動的基礎。1981年出版的《測繪詞典》（上海辭書出版社）給出時間的定義是：表示物質(zhì)運動過程的連續(xù)性和順序性。在有關專業(yè)教材上給出時間的定義是：時間是人類用以描述物質(zhì)運動或事件發(fā)生過程的一個參數(shù)，是指宏觀一切具有不停止的連續(xù)性和不可逆性的物質(zhì)狀態(tài)的各種變化過程，具有共同性質(zhì)的連續(xù)事件的度量衡的總稱。時是對物質(zhì)運動過程的描述，間是指人為的劃分，時間也是思維對物質(zhì)運動過程的分割或劃分。
建于蘭州理工大學的日晷（作者拍攝）
遠古的時候，人們通過日出日落來判斷一天的早晚，即“日出而作，日落而息”，這是人類利用自然現(xiàn)象進行的最簡單的計時 *** 。隨著社會的進步和科技的發(fā)展，人們開始探索研究利用人造的工具來計時，于是逐步發(fā)明了日晷、機械表、石英鐘、原子鐘等計時工具，計時精度也越來越高。
日晷，是中國古人利用太陽在一天中的運動軌跡而測量時刻的一種計時儀器。日晷由晷盤和晷針組成。將晷盤以南高北低的方式置于石臺之上，使之與赤道面平行，晷針垂直穿過晷盤中心。這樣，晷針上端正好指向北天極，下端指向南天極。當太陽光照在日晷上時，晷針的影子就會投向晷面。隨著太陽位置的變化，晷針在晷盤上的影子隨之有規(guī)律發(fā)生變化，以此可計量時間。
水運儀像臺（來自互聯(lián)網(wǎng)）
1090年，中國北宋宰相蘇頌主持建造了一臺水運儀象臺。它具有較為復雜的齒輪傳動結構，能報時打鐘，其結構與現(xiàn)代機械鐘表相似，每天的誤差僅有1秒，可謂是機械鐘的鼻祖。1656年，荷蘭物理學家惠更斯制造出人類歷史上的之一個鐘擺。19世紀初，機械鐘表小型化取得巨大進步，手表開始出現(xiàn)在人們的生活中。
民用石英鐘（作者拍攝）
1927年，加拿大科學家制造出世界上首臺石英鐘，其體積很大，但精度很高，每天誤差約為0.1秒。其后，石英鐘計時精度進一步提高，到了20世紀50年代一晝夜的誤差只有萬分之一秒左右。
氫原子鐘（來自互聯(lián)網(wǎng)）
隨著科學技術的飛速發(fā)展，在航空航天、測繪導航、通信等一些特定的科技領域，需要更穩(wěn)定更精確的計時產(chǎn)品。于是，1949年世界上之一臺原子鐘在美國國家度量衡標準實驗室誕生。根據(jù)不同原子的不同特性，人們又研制出銫原子鐘、氫原子鐘、銣原子鐘等。2010年2月，美國國家標準技術研究院研制出鋁離子光鐘，其精度達到37億年誤差不超過1秒的水平，成為當時世界上最準的原子鐘。隨著科學技術的發(fā)展，精度更高的計時設備也不斷出現(xiàn)。
時間計量包括兩個方面：一是確定時刻，即某一事件發(fā)生的瞬間;二是確定時間間隔，即事物的某一過程所經(jīng)歷的時間長度。為使世界上有統(tǒng)一的計時系統(tǒng)，即時間基準或時間標準，由此產(chǎn)生了世界時、歷書時、原子時、世界協(xié)調(diào)時等時間計量系統(tǒng)。
英國格林尼治天文臺（來自互聯(lián)網(wǎng)）
世界時（UT），是以英國格林尼治天文臺的子午線作為計量各地地理經(jīng)度的起點，以格林尼治的平時作為全世界公用的時間標準。因此，又稱為格林尼治時間。
1952年國際天文協(xié)會第八次會議決定，從1960年起，用歷書時取代世界時作為國際通用的時間標準。歷書時是以地球公轉(zhuǎn)周期為依據(jù)建立的一種時間系統(tǒng)，由于觀測誤差較大，1967年被原子時所取代。
原子時（AT），是以物質(zhì)內(nèi)部原子運動特征為依據(jù)的時間計量系統(tǒng)，其起始時刻定義在1958年1月1日世界時0時0分0秒這一瞬間。1967年國際計量委員會決定把原子時的秒長作為國際單位制的時間單位。
全世界30多個國家的300多臺原子鐘，通過各種 *** 進行比對，再由國際計量局（1988年以前由國際時間局）進行歸算，求出全世界統(tǒng)一的原子時，稱為國際原子時（IAT）。后來發(fā)現(xiàn)，原子時與世界時相差0.0039秒。此后，原子時與世界時相互獨立地計量。
原子時是以科學技術為基礎定義的，人們感受不到原子時的存在。而世界時是以地球自轉(zhuǎn)運動為基礎定義的，人們可以真實感受到，如晝夜交替。為此，1972年產(chǎn)生了一種折衷的時間標準，稱為協(xié)調(diào)世界時（UTC）。
協(xié)調(diào)世界時仍以地球運動為基礎，但與原子時相協(xié)調(diào)。協(xié)調(diào)世界時是最主要的世界時間標準，采用原子時的秒長，但規(guī)定協(xié)調(diào)世界時的時刻與世界時的時刻保持在±0.9秒以內(nèi)。如果時刻差將要超過0.9秒，就在協(xié)調(diào)世界時中減去或加上1秒，以減小兩者的差距。這增加或減少1秒稱為閏秒，閏秒調(diào)整由國際地球自轉(zhuǎn)服務組織（IERS）決定。目前，全世界民用時指示的時刻就是協(xié)調(diào)世界時，世界上授時臺發(fā)播的時號也大多是協(xié)調(diào)世界時時號。
授時服務示意圖（來自互聯(lián)網(wǎng)）
有了統(tǒng)一的時間基（標）準，還需要把標準的時間頻率信號傳遞給用戶，即授時服務。用戶鐘經(jīng)過與標準時間的比對，就可以實現(xiàn)時間同步。古代授時一般采用聲音傳遞的 *** ，如通過擊鐘敲鼓向居民報時。過去，每當整點鐘時，正在收聽廣播的收音機便會播出“嘟、嘟…”的響聲，人們便以此校正自己鐘表的快慢。隨著科學技術的發(fā)展，現(xiàn)代授時 *** 有多種，如聲音傳遞、電話傳遞、電視傳遞、無線電傳遞、衛(wèi)星雙向傳遞、衛(wèi)星共視、光纖傳遞等。
目前，衛(wèi)星雙向傳遞、衛(wèi)星共視和光纖傳遞是長距離高精度授時的主要手段。衛(wèi)星雙向時間傳遞，指比對的兩個地面站同時向同一顆衛(wèi)星發(fā)送和接收時間信號，由于信號發(fā)送和接收的路徑基本相同，可有效地抵消時延誤差，這是目前國際計量局（BIPM）組織的遠距離時間比對精度更高的 *** ，其精度可達幾百皮秒。衛(wèi)星共視時間傳遞，就是兩個位于不同地點的觀測者，用時間接收機在同一時刻觀測同一顆衛(wèi)星同一時間信號中的同一標志，實現(xiàn)兩地間的時間比對。目前，GPS共視時間傳遞技術在國際原子時（IAT）的國際合作中起了主要作用。光纖時間傳遞，就是將時間頻率信號轉(zhuǎn)換為光信號，通過光纖 *** 傳輸?shù)竭h方，并將光信號復原為時間頻率信號的一種時間傳遞技術。
傳統(tǒng)的授時工作，一般由國家級的天文臺負責。隨著航天技術的發(fā)展，特別是衛(wèi)星導航定位技術的發(fā)展，導航定位問題與時間基準緊密相關。由此，測繪導航部門為時間基準的維持與服務做了大量基礎性工作。
美國GPS授時服務示意圖（來自互聯(lián)網(wǎng)）
美國國防部發(fā)播的標準時間，是由美國海軍天文臺（USNO）負責維護的協(xié)調(diào)世界時。全球定位系統(tǒng)（GPS）是美國海軍天文臺向美國國防用戶提供精確時間頻率服務的基本手段。用戶通過跟蹤GPS衛(wèi)星來獲取GPS時間。GPS時間由GPS合成鐘確定，它由GPS的星載原子鐘和5個地面觀測站的原子鐘綜合而成。目前，中國人民 *** 標準時間通過北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)維持和發(fā)播。
