北京時間是中國國家標準時間,中華人民共和國成立后,采用首都北京所在的東八時區(qū)的區(qū)時作為全國統(tǒng)一的標準時間,并稱其為“北京時間”。“北京時間”是東經120°的時間。目前,北京時間=UTCUTC(NTSC)+8小時。地方時是把一天中太陽對于當?shù)匚恢米罡撸ㄌ栁挥谏现刑欤┑臅r刻定義為中午12時,遵循“東早西晚”的原則,其差異為1小時/15°、4分鐘/1°、4秒鐘/1′。作為標準時間,同格林威治時整整相差8小時。北京時間由中國科學院國家授時中心(NTSC)產生、保持和發(fā)播。國家授時中心的總部位于陜西省西安市臨潼區(qū),主要承擔著產生和保持北京時間的任務。產生的北京時間通過光纖傳遞至位于陜西省蒲城縣的授時臺,通過長短波授時系統(tǒng)向全國各地發(fā)播全國標準時間。
清光緒28年(公元1902年),中國開始實行標準時制度,海關曾以東經120度的時刻為標準制定東海沿岸的海岸時。1949年9月,在中國人民政治協(xié)商會議第一屆全體會議上,確定了中華人民共和國的標準時間是首都北京市所在的東八區(qū)區(qū)時,自此“北京時間”有了明確的定義。1950年初,中國各地除新疆、西藏自治區(qū)外均采用北京時間為統(tǒng)一的時間標準。截止到2015年,中國新疆地區(qū)會同時使用烏魯木齊市時間(東經90度標準時)和北京時間兩種標準。
1979年,中國建立原子時系統(tǒng),北京時間開始采用協(xié)調世界時系統(tǒng)(UTC),目前,北京時間=協(xié)調世界時UTC(NTSC)+8小時。負責傳遞時間信號的是北斗衛(wèi)星授時系統(tǒng),精度可達幾百萬年只誤差一秒。中國統(tǒng)一使用北京時間作為全國標準時間,給日常生活帶來了極大的便利,在中國活動省去了頻繁的對表調時的麻煩,有利于中國各地區(qū)的合作與交流。
概念界定
北京時間
1949年9月,在中國人民政治協(xié)商會議第一屆全體會議上,確定了新中國的標準時間是首都北京所在的東八區(qū)區(qū)時,即東經120度經線所在的地方時。即北京時間。
北京市的時間
即北京市的地方時,也就是北京市當?shù)貢r間,與北京時間有一定的差異。在北京市,太陽在人們頭頂正上方的時間不是北京時間中午十二點,而是十二點一刻左右。這是因為北京時間并不是指北京所在(東經116.4°)的地方時間,而是東經120°經線上的時間(即是東八區(qū)區(qū)時),故北京時間比北京的地方時早約14.5分鐘。
協(xié)調世界時
協(xié)調世界時,是由全球80多個時間實驗室至少500臺原子鐘數(shù)據(jù),通過時間傳遞鏈路以德國聯(lián)邦物理實驗室(PTB)為樞紐,定期匯總到位于法國巴黎的國際權度局(BIPM)加權計算,產生協(xié)調世界時。
世界時間
世界時是以地球自轉為基準所建立的時間計量系統(tǒng),特別地,從格林尼治子午圈起算的平太陽時,稱為世界時。在目前的使用中,世界時可指代UT1 或協(xié)調世界時。根據(jù)IAU2000決議,2003年1月1日起,Ut1由地球自轉角重新定義,但仍包含有地球自轉速度的長期變化、季節(jié)性變化和不規(guī)則變化的影響。UTC以原子時為基準,但通過跳秒的方式與ut1的偏離不超過0.9秒。
歷史發(fā)展
從明代起,就開始有外國傳教士將鐘表帶入中國進貢給皇帝。19世紀80年代,法租界當局在上海外灘建起了一個信號站,在正午時刻利用信號塔頂落球報時,并測風力。它由法國傳教士辦的徐家匯觀象臺來控制,旨在為來往上海港的各國船只服務。1884年,在華盛頓哥倫比亞特區(qū)召開的“國際子午線會議”上,首次確立了在世界范圍內時區(qū)的劃分方法。格林威治標準時將整個地球分成了24個時區(qū),而中國大部分的繁華地區(qū),即中國的東部沿海地區(qū)都在東八區(qū)(即以東經120度經線的時刻為標準)。大約19世紀末,中國的沿海口岸也開始改用格林威治標準時,即東經120°的標準時來計時了。當時人們把這個時間標準稱為“海岸時”。
清光緒二十八年(公元1902年),中國開始實行標準時制度,海關曾以東經120度的時刻為標準制定東海沿岸的海岸時。到了民國七年(公元1918年),當時的中央觀象臺提出劃分全國為五個時區(qū):
中原時區(qū)—以東經120度經線之時刻為標準,包括江蘇、安徽、浙江、福建、湖北、湖南、廣東、河北、河南、山東、山西、遼寧、黑龍江及內蒙古之東部,可以看出,這個“中原時區(qū)”實際就是今天的格林威治時間的東八區(qū),也就是“北京時間”;
隴蜀時區(qū)—以東經105度經線之時刻為標準,包括陜西、四川、云南、貴州、甘肅東部、寧夏、內蒙古中部、青海等;
回藏時區(qū)—以東經90度經線之時刻為標準,包括內蒙古、甘肅、青海及當時的西康西部、新疆及西藏之東部;
昆侖時區(qū)—以東經82度半經線之時刻為標準,包括新疆及西藏西部;
長白時區(qū)—以東經127度半經線之時刻為標準,包括吉林及黑龍江東部。
1928年國民政府在南京建立首都,中原標準時的應用也不斷擴展。1935年3月,交通部令全國電報局一律改用標準時,并令上海無線電報局及南京有線電報局分任每日廣播之事;南京電報局每日11點30分左右對時一次。1939年3月9日,抗戰(zhàn)中的國民黨政府內政部在重慶召集“標準時間會議”,對以前的五時區(qū)方案做了少量修改,并決定于1939年6月1日起實施,但同時決定“在抗戰(zhàn)期間,全國一律暫用一種時刻,即以隴蜀時區(qū)之時刻為標準”。
1949年9月,在中國人民政治協(xié)商會議第一屆全體會議上,確定了中華人民共和國的標準時間是首都北京市所在的東八區(qū)區(qū)時, 自此“北京時間”有了明確的定義。1950年初,中國各地除新疆、西藏自治區(qū)外均采用北京時間為統(tǒng)一的時間標準。截止到2015年,中國新疆地區(qū)會同時使用烏魯木齊市時間(東經90度標準時)和北京時間兩種標準。
時臺選址
建立授時系統(tǒng)是國家不可缺少的基礎性工程和社會公益設施。新中國的現(xiàn)代無線電授時發(fā)端于20世紀50年代中國科學院紫金山天文臺徐家匯觀象臺,后由上海天文臺負責,當時租用了郵電部在真如的一個短波無線電發(fā)射臺,依據(jù)各天文臺聯(lián)合測定和保持的時間每天定時發(fā)播標準時間、標準頻率信號及呼號。但由于上海市地處東南一隅,且不能24小時連續(xù)發(fā)播,難以適應國家大規(guī)模經濟建設,特別是對大地測量學的需要。
1958年7月31日,赫魯曉夫訪問中國,在與毛澤東等中國領導人的會談中,提出在中國建立長波導航授時電臺與聯(lián)合艦隊的建議,遭到毛澤東婉言拒絕。中國最高決策層深知標準時間頻率發(fā)播的深遠意義,國家的授時自主掌握與否關乎國家的國防安全與主權。1955年全國科技發(fā)展12年遠景規(guī)劃中,將籌建“西北授時臺”列為重點項目。1964年中國第一顆原子彈爆炸,使最高決策層更加意識到,高精度的時間在未來尖端科技領域具有的決定性的作用,建設中國獨立自主的標準時間授時臺迫在眉睫。
1966年3月26日周恩來總理親自主持召開國務會議,把建設中國標準時間授時臺的計劃正式確定下來。隨之面臨的第一大問題便是選址,首先,選址一定要盡量靠近中國大地原點附近;其次,地勢必須開闊;再者,必須有利于備戰(zhàn)。最終,中國科學院決定在陜西省關中籌建授時臺。
1966年4月19日,中國科學院向國家科委、國家計委報送《西北授時臺基建設計任務書》,授時臺建設地點為武功縣楊凌鎮(zhèn)。經過專家進行研討后,因楊陵太靠近西安市,恐不夠安全而被放棄,考慮到當時的戰(zhàn)備需要,臺址必須“靠山進洞”,同年6月,據(jù)說當時的選址組坐著飛機一路往渭北找山,最終選定授時臺臺址改為陜西省蒲城縣。授時臺地處中國大陸腹地,離中國大地原點僅100千米,發(fā)射的時間信號便于覆蓋全國;地質構造穩(wěn)定,授時中心因地震等災難被毀壞的系數(shù)極小;相對比較安全。
上世紀60年代,國家因戰(zhàn)略急需,決定在內陸腹地建設一座短波專用授時臺。一批科學家和青年大學生聽從黨和祖國的召喚,滿懷報國之志,從北京、上海市、南京等地來到陜西渭北高原的蒲城,在這里鉆山進洞、白手起家,建起新中國第一代授時臺,這就是“326工程”。國家科委批準籌建處于1966年10月17日起對外辦公,辦公地點暫設在中國科學院西北分院,后于1967年6月13日遷駐蒲城縣。“326工程”在蒲城縣境的具體建設地點,開始選在縣城東側,后改為城南401高地和501高地,最后按“靠山進洞”的備戰(zhàn)要求決定短波發(fā)射臺建于縣城西北金幟山腳下唐憲宗景陵附近,收訊、天文觀測和生活區(qū)建于蒲城縣城西南楊莊村。
1968年10月初,中國科學院將“326工程”定名為中國科學院陜西天文臺。1970年12月5日經周恩來總理批示后中國科學院陜西天文臺短波授時臺(BPM)于1970年12月15日開始試播。七十年代初,為適應中國戰(zhàn)略武器發(fā)射、測控和空間技術發(fā)展的需要,經國務院和中央軍委批準,在陜西天文臺增建長波授時臺(BPL)。
小長波臺于1974年11月破土興建,1975年7月完成,1976年7月開始試播。從1979年11月1日起,小長波臺開始每天定時發(fā)播。1981年經國務院批準正式發(fā)播標準時間和頻率信號。直到1983年5月小長波臺的授時服務由于大臺建成試播而停止。長波授時臺主體工程(大功率長波發(fā)射系統(tǒng),即二期工程)。主要包括發(fā)射機房、傳輸電纜、天線架設等土建工程和所需設備研制。土建工程于1978年5月開始施工,1979年9月完成。
原子時頻基準由陜西天文臺負責建立,1985年5月26日,第二次聯(lián)調成功后,發(fā)射系統(tǒng)正式交付使用。陜西天文臺于1985年月7日1日起,以全功率正式試驗發(fā)播BPL長波授時信號。長波授時臺的建成把中國授時精度由毫秒(千分之一秒)量級提高到微秒(百萬分之一秒)量級,使中國授時體制漸臻完善并步入國際先進行列。
1988年12月,陜西天文臺提出短波臺技術改造方案,短波授時臺搬遷改造的主要內容是:臺址由唐陵山搬遷至二部工作區(qū),沿用原有頻率發(fā)射短波時號,增加發(fā)播時碼信息,整個系統(tǒng)實現(xiàn)計算機自動控制。土建工程和天線架設調試于1996年7月完成,1998年12月18日開始試播。2001年3月,中國科學院決定將中國科學院陜西天文臺更名為中國科學院國家授時中心,標志著中國建立了基本的時間頻率體系。
時間測量
1967年,科學家發(fā)明了第一個原子鐘。由于同一元素的原子總是擁有相同的屬性,因此用原子鐘計時也更加精確,在1.38億年內,原子鐘只差1秒。1967年,第十三屆國際度量衡大會將秒定義為:13原子振蕩9192631770次為1秒。
2023年4月1日,在歐洲核子研究中心的一項最新研究中,該機構反物質工廠的科研團隊結合銫和反銫原子振蕩并取平均值,對秒進行了迄今(截至2023年4月1日)最精確的測量并定義為——銫13原子振蕩8846157280次為1秒,按照新定義,一天將達24小時56分24秒。
在最新研究中,科研團隊使用了銫噴泉鐘,這是世界上最精確的時鐘之一。除了利用這個時鐘,研究人員還使用了反物質工廠生產的反銫原子,并對反銫進行測量,結果發(fā)現(xiàn)其激發(fā)頻率小于銫:振蕩器需要振蕩8499682790次才能激發(fā)其原子。通過取物質和反物質的平均值,科研團隊計算出:銫13原子振蕩8846157280次為1秒,約為當前定義的96%。目前一天有86400秒,采用新辦法計算后一天有89784秒,相當于24小時56分24秒,約等于25個小時。
北京時間計算
1970年12月5日經周恩來總理批示后中國科學院陜西天文臺短波授時臺(BPM)于1970年12月15日開始試播。七十年代初,為適應中國戰(zhàn)略武器發(fā)射、測控和空間技術發(fā)展的需要,經國務院和中央軍委批準,在陜西天文臺增建長波授時臺(BPL)。
BPM短波授時臺每天以4種頻率(2.5 MHz,5 MHz,10 MHz,15 MHz)24小時連續(xù)發(fā)播中國地方協(xié)調世界時UTC(NTSC)和世界時(UT1)標準時間、標準頻率信號,信號覆蓋半徑大于3000公里,用戶時間同步精度為毫秒(千分之一秒)量級。
BPL長波授時精度為微秒(百萬分之一秒)量級。BPL長波授時采用羅蘭-C信號發(fā)播體制,發(fā)播脈沖信號中心頻率為100 kHz,脈沖組重復周期為60 ms,發(fā)射機脈沖峰值有效功率2000 kW,天線輻射脈沖峰值有效功率≥1000 kW。地波信號作用半徑1000—2000平方千米,天地波結合作用半徑為3000平方千米,覆蓋中國陸地和近海海域。2009年完成對其技術升級改造,現(xiàn)每天24小時發(fā)播,并采用數(shù)字調制發(fā)播方式發(fā)播時碼和脈沖時刻數(shù)據(jù),用戶接收機實現(xiàn)了全自動定時功能,使中國在羅蘭-C自主授時技術方面達到國際先進水平。
時間基準保持系統(tǒng)主要由高性能原子鐘組、高精度時間頻率測量比對和控制系統(tǒng)及高精度國際時間比對系統(tǒng)組成。主要負責中國地方原子時(NTSC)、地方協(xié)調世界時(NTSC)的產生和保持及參加國際原子時計算,是中國唯一保持地方原子時的時間基準系統(tǒng),時間基準保持主要性能指標達到國際先進水平。同時為充分利用國內原子鐘資源,同中國相關單位合作建有中國綜合協(xié)調世界時(JATC)實驗系統(tǒng)。
截至2019年12月26日,用于時間基準保持高性能HP5071A銫原子鐘22臺,氫原子鐘8臺;同國際權度局(BIPM)之間建有GPS共視比對系統(tǒng),按期向BIPM提供原子鐘比對數(shù)據(jù)并納入國際原子時計算;同時與日本通信技術研究院(NICT)、法國巴黎天文臺(OP)、德國物理技術實驗室(PTB)和荷蘭VLS實驗室建有高精度衛(wèi)星雙向時間比對系統(tǒng)。與德國PTB間的高精度衛(wèi)星雙向時間比對數(shù)據(jù)納入國際原子時計算。
同時,中國科學院國家授時中心為滿足各類不同用戶需求,在長短波授時系統(tǒng)基礎上,建有網(wǎng)絡授時、電話授時、低頻時碼授時、時間戳服務系統(tǒng)等,向用戶提供可靠授時服務。其中,低頻時碼授時采用68.5KHz頻段的連續(xù)波時碼授時體制技術,國家授時中心于2002年建成BPC低頻時碼授時臺,并試驗發(fā)播。于2005年建成的CAPS區(qū)域衛(wèi)星導航授時實驗系統(tǒng),使中國轉發(fā)式衛(wèi)星(帶有轉發(fā)器通信衛(wèi)星)精密測定軌達到國際先進水平。2014年建成轉發(fā)式衛(wèi)星導航試驗系統(tǒng),構成天地一體化的衛(wèi)星導航科學技術研究和試驗平臺。
適用地區(qū)
“北京時間”適用于中國(大陸、港澳、臺灣)境內。
時差
浙江
參考資料:
江蘇
參考資料:
安徽
參考資料:
福建
參考資料:
江西
參考資料:
山東
參考資料:
河南
參考資料:
青海
參考資料:
北京
參考資料:
河北
參考資料:
上海
參考資料:
天津
參考資料:
重慶
參考資料:
港澳臺
參考資料:
新疆主要城市
參考資料:
寧夏
參考資料:
參考資料 >
“北京時間”是怎么算出來的?.微信公眾平臺.2024-01-01
時間在哪兒?.遵義市人民政府.2023-11-29
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計量小知識.汕尾市人民政府.2023-11-29
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歷書基本術語簡介.江蘇省天文學會.2024-01-09
403 Forbidden.新華網(wǎng).2024-01-01
傳承紅色基因賡續(xù)“326精神”.中國科學院西安分院.2024-01-09
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[科普中國]-北京時間.科普中國網(wǎng).2024-01-01