基于光纤传输的时频同步技术具有高精度、高稳定性和低损耗的优点。日前,本文作者从天府新四板科技创新专板挂牌公司地面北斗(证券简称:910760)获悉:由中国通信标准化协会组织,拟由中国联通等十家单位共同开展光纤时频同步技术研究,地面北斗将作为首家民企身份加入了国家研究团队,意味着将开启超百亿大市场。
2024年2月12日,美国白宫科技政策办公室(OSTP)发布了2024年最新版《关键和新兴技术清单》(Criticalandemergingtechnologies,CETs)新增了2项技术,其中之一就是定位、导航和定时技术[Positioning,Navigation,andTiming(PNT)Technologies]。为什么美国删除了先进核能技术、金融科技和网络化传感器和感知等3项技术,而又新增了定位、导航和定时技术以及数据隐私、数据安全和网络安全技术等2项技术?可见定位、导航和定时(PNT)技术具有极其重要的战略意义。
“定位导航定时(PNT)服务是高质量生活的基本保障要素之一,甚至是核心要素之一。”中国科学院杨元喜院士说,“陌生环境的旅行、购物、约会、寻医、就餐等,首先需要位置(定位),需要路径(导航),也需要时间(定时);现代城市的高效率运行与管理同样需要PNT信息的可靠支持,城市建设、土地确权、交通管理、路网管控、消防安全、地下管网等,都需要精确的PNT保障,否则城市运行与管理会出现混乱;国家基础设施更需要自主可控的PNT支持,否则,金融系统会出现混乱,电力系统可能出现故障,高铁系统、航空系统、公路交通系统等的运行效率和安全指数将得不到保障;国防安全更需要自主、可靠和安全的PNT保障,否则,国家安全和国防安全将受制于人。”
长期以来卫星授时以范围广、精度高等优点成为时频同步的重要解决手段,缺点是难以克服信号弱、易受干扰、存在覆盖盲区等缺陷,单纯依赖卫星授时存在明显的安全隐患。全球卫星导航系统(GNSS)中,不管是美国的全球定位系统(GPS)、欧洲的伽利略系统(Galileo)、俄罗斯的格洛纳斯系统(GLONASS),还是中国的北斗卫星导航系统(BDS)都存在上述问题。
出于国防安全考虑,2010年美国交通部和国防部开始谋划国家综合定位、导航与授时(PNT)架构,旨在整合各种可用的PNT资源,使其能力更加强大。2017年,美国空军意识到授时的重要地位从而提出了“授时战”的概念,认为应该将“T”从体系建设中独立出来,建立地基时频体系。中国通信标准化协会课题《光纤时频同步技术研究》如是说。
2015年我国PNT体系建设也进入了加速阶段,对于独立时频体系建设的基础理论、框架构建等方面的研究都取得了一定进展。光纤时频同步技术凭借高可靠性、高精度、低损耗等特征,以及依托光网络形成的时频体系的潜在优势,可以解决卫星授时弱信号接收、易受干扰、特定场景无法应用的问题,成为时频同步技术的主要方向之一,是我国综合PNT体系建设的重要手段。
从国家层面来讲,“高精度地基授时系统”是“十三五”时期国家部署的十项重大科技基础设施建设项目之一,由中科院国家授时中心牵头,目标建设独立于卫星信号的覆盖全国的北斗地基骨干授时系统,提高我国授时系统的安全性、可靠性和授时精度,对基础产业、科学研究具有重要意义。高精度地基授时系统能够满足我国天地一体化授时体系的战略需求,能够与星基授时系统相对独立、互为补充、互为备份、相互支撑。此系统将利用我国已建设完成的通信骨干光缆资源,新增专用高精度时间频率传递设备与设施,实现我国独立自主的光纤时间频率传递骨干网,传递高精度的标准时间和频率信号。
为此,由中国通信标准化协会组织,拟由中国联合网络通信集团有限公司、中国移动通信集团有限公司、中国信息通信研究院、中国科学院国家授时中心、四川泰富地面北斗科技股份有限公司、中国信息通信科技集团有限公司、华为技术有限公司、中兴通讯股份有限公司、北京交通大学、上海交通大学等十家单位将共同开启光纤时频同步技术研究。
“高精度地基授时系统能够满足我国天地一体化授时体系的战略需求,能够与星基授时系统相对独立、互为补充、互为备份、相互支撑。该系统将利用我国已建设完成的通信骨干光缆资源,新增专用高精度时间频率传递设备与设施,实现我国独立自主的光纤时间频率传递骨干网,传递高精度的标准时间和频率信号。
从中国联通、中国移动等运营商角度出发,由于北斗地基高精度授时系统由国家战略层面负责统筹建设,运营商网络可以作为全国北斗地基授时网络的补充,将骨干地基授时网络延伸至本地网,届时,将实现全国的北斗地基授时信号端到端高精度传送,形成全国统一的天地互备的同步网络体系,进一步保障国家的信息和战略安全。
基于光纤传输的时频同步技术具有高精度、高稳定性和低损耗的优点。光纤时频同步技术发展迅速,新方法、新技术和新应用不断涌现,作为供应商,地面北斗也将开启超百亿大市场。