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定義
台北時間是中華人民共和國全境採用的國家標準時間(UTC(NTSC)或CST),是首都北京所在的東八時區的區時。
歷史發展
近代,在中國歷經清末、民國、中華人民共和國的百年之中,中國的時間標準從視時到平太陽時,從地方時到標準時,從海岸時、五時區區時一直到今天統一使用的台北時間。
清末民初
清末民初時期,官方採用的標準時制一直是首都北京的地方時(即東經116.4°的地方時)。
清朝的編歷授時工作由欽天監負責,這一時期內使用的是晷影、漏刻測時報時,測出的時間是視太陽時(即
真太陽時,是一種依據太陽位置確定時間的計時方式,每日長短會因太陽升起和落下時差的變化而有所不同)。直至民國二年(即1913年),在預編次年的曆書時,才改用
平太陽時(依據鐘錶確定時間的計時方式,每日長短固定),《中國近代天文事跡》中記載,“用東西各國通行之法數推算,且以平太陽時為標準”,也就是說,官方曆書於1914年才使用北京地方平太陽時代替視太陽時。當然,對於這一時期的絕大多數老百姓來說,由於沒有能用於計時的鐘表,依舊只能靠太陽位置確定大致時間。
雖然官方曆書採用的時制一直是北京的地方時,但其實早在清光緒二十八年(1902年),中國海關就提出採用東經120°標準時作為沿海各關通用之時,稱作海岸時(實際上就是東八區的標準時)。當時除沿海地區外,內地如京奉、京漢、津浦等線路以及長江一帶也採用這一時制。
民國時期
民國時期,全國基本採用五時區區時,即中原時區、隴蜀時區、回藏時區、崑崙時區、長白時區五個時區。民國七年(1918年),中央觀象台提出劃分全國為五個時區,但事實上初期除沿海地區外,其他地區標準時制度的實行依舊比較混亂。直至民國二十八年(1939年)3月9日中華民國內政部在重慶召開標準時間會議,才確認我國標準時區基本沿襲前中央觀象台劃定,對原劃分稍加改動後,規定各區名稱、標準及範圍如下:
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| 以東經120°經線的時刻為標準,比格林威治時刻早八小時(GTM+8.00)。 | 江蘇、安徽、浙江、福建、江西、湖北、湖南、廣東、河北、河南、山東、山西、熱河、察哈爾、遼寧等省,南京、上海、北平、天津、青島等市,威海衛行政區,黑龍江之龍江、嫩江、愛琿等縣及其以西各地,蒙古之車臣汗部等地,均屬此區。 |
| 以東經105°經線的時刻為標準,比格林威治時刻早七小時(GTM+7.00)。 | 陝西、四川、貴州、雲南、廣西、寧夏、綏遠等省,甘肅之玉門縣及其以東各地,青海之都蘭、玉樹兩縣及其以東各地,西康之昌都、科麥、察隅各縣及其以東各地蒙古之土謝圖汗、三音諾顏汗兩部,西京、重慶兩市等地,均屬此區。 |
| 以東經90°經線的時刻為標準,比格林威治時刻早六小時(GTM+6.00)。 | 甘肅之玉門縣以西各地,蒙古之扎薩克圖汗部,青海之都蘭、玉樹兩縣以西各地,西康之昌都、科麥、察隅各縣以西各地,新疆之精河、庫車兩縣及其以東各地,西藏之前藏、後藏等地,均屬此區。 |
| 以東經127.5°經線的時刻為標準,比格林威治時刻早八小時半(GTM+8.50)。 | 吉林省,黑龍江之龍江、嫩江、愛琿等縣以東各地,東省特別行政區等地,均屬此區。 |
| 以東經82.5°經線的時刻為標準,比格林威治時刻早五小時半(GTM+5.50)。 | 新疆之博樂、于闐兩縣及其以西各地,西藏之阿里等地,均屬此區。 |
以上標準自民國二十八年(1939年)6月1日起實施,但同時決定“在抗戰期間,全國一律暫用一種時刻,即以隴蜀時區之時刻為標準。”直到
抗日戰爭勝利,才恢復使用劃分五時區的標準時。
民國三十六年(1947年),天文研究所又根據部分天文學會會員的意見對中國標準時區進行部分調整,內政部會商中央研究院、國防部測量局、中央廣播事業管理處和交通部制訂了“全國各地標準時間推行辦法”,呈行政院核准後於1948年3月通令各地政府施行。但一年後(即1949年),國民政府便敗退台灣。
延安時期,中國共產黨也開始逐步確立自己的標準時間。在抗日戰爭期間,中共初步確立了以隴蜀時區時間為參照的華西標準時間,並建立了以延安為參照標準的地方時測度體系。抗日戰爭勝利後,上海時間成為中國共產黨領導下的大多廣播電台在各個解放區傳播的標準時間。
另外,自從1937年發生的
“九·一八”事變後,日本侵占我國東三省成立偽滿洲國,強令在東北使用日本本土採用的東經135°的地方時作為標準時。抗日戰爭期間,淪陷區的日偽華北政權也曾試探使用東經135°的地方時作為標準時。
新中國成立後
新中國成立後,“中原標準時間”改稱為“台北時間”,並逐步在全國統一使用。
大概從1950年至1953年期間,在全國範圍(除新疆、西藏兩地區外)各地方政府實際上都已先後使用東經120°標準時。但是事實上,直到1953年12月再版的1954年《天文年曆》中,才首次出現對“新標準時”的說明:“我國舊分中原、隴蜀、新藏、崑崙、長白五個時區;解放以後,全國除新疆、西藏外都暫用東經120°標準時,即東八標準時區的時間。我國新標準時區的劃分,還要等待研究後,才能正式公布實行。”也是在這一版《天文年曆》中,“北京標準時”這一名稱才被第一次使用。也就是說,至少從理論上看,1949年至1952年年底之間,中國仍然實行以五時區為標準的舊制,甚至連時區名稱都沒變化
關於西藏與新疆兩地的標準時間的演變則眾說紛紜,中國科學院國家授時中心的郭慶生先生於《中國標準時制考》一文中推測:“西藏自治區1960年以前一直用東經90°標準時或新藏時或通俗稱拉薩時間;1960年以後使用東經120°標準時或台北時間。而新疆自治區1969年前一直用東經90°標準時或新藏時或通俗稱烏魯木齊時間;1969年到1986年這十幾年反反覆覆比較混亂,但從1986年2月起,則應明確地說是使用東經90°標準時,或東六區區時,或通俗稱烏魯木齊時間。”
授時台選址
授時台台址
“台北時間”目前由中國科學院國家授時中心(NTSC)產生、保持和發播,其負責長短波授時信號發播任務的授時部位於陝西省蒲城縣。
中國現代無線電授時最早由
南京紫金山天文台負責,而後由上海天文台租用郵電部的一個短波無線電台發播。然而上海偏居東南一隅,發播信號無法覆蓋全國範圍,難以適應當時國家大規模經濟建設的需要。因此,1955年的全國科技發展12年遠景規劃中,計畫在內陸籌建一個能覆蓋全國、精度達到毫秒量級的授時台列入國家重點建設項目。科學院組織相關專家經過實地考察和多方論證,初步將台址選在了甘肅蘭州市,但是由於和當時的蘇聯專家意見相左,建台計畫暫時擱置。直至1965年,國家科學技術委員會重提建設授時台計畫,科學院再次派專家赴新疆、青海、甘肅和陝西勘址,並將台址預選在陝西鹹陽市楊陵區。1966年授時台台址最終確定在陝西蒲城縣,並以“326工程”為代號開工建設短波授時台。歷經多年艱辛,1970年短波授時台開始試播,並正式定名為中國科學院陝西天文台,1980年通過技術鑑定後,次年7月正式承擔我國短波授時任務。同時,為了提高授時發播精度、建立完整獨立的授時服務體系,1972年陝西天文台開始增設長波授時台,1986年通過國家技術鑑定,1987年正式承擔我國長波授時任務。上世紀七十年代末,陝西天文台在蒲城建設發播台的同時,也在臨潼建設台部機關、辦事機構、時頻基準、研究室等。1980年,除發播台外,其他部分遷駐臨潼新址,是為陝西天文台本部,而蒲城部分則定名為陝西天文台二部。2001年,陝西天文台更名為中國科學院國家授時中心,蒲城二部改稱授時部。
定址原因
授時台地址定在陝西是有多方面考慮的,與地質條件、傳播範圍以及安全等都有關係。
首先,陝西關中地帶地質構造穩定,授時台建在這裡,不易受地震等自然災害影響。無論在何時,標準時間對於國家的多行業和部門都有十分重要的意義,因此保證其穩定性顯得尤為重要。
其次,從這裡發出標準時間信號,可以更好地覆蓋全國。我國國土幅員遼闊,東西跨度和南北跨度都極大,想要讓標準時間信號覆蓋全國並不容易。而中國科學院國家授時中心授時部恰好位於陝西省蒲城縣,長短波授時台的位置距離中國大地原點(位於陝西涇陽縣永樂鎮)僅100公里,從這裡發出標準時間信號,可以更好地覆蓋全國。短波授時台以四種頻率(2.5兆赫、5兆赫、10兆赫、15兆赫)交替發播,覆蓋半徑超過3000千米,長波授時台發播頻率100千赫,地波作用半徑1000-2000千米,天地波結合作用半徑3000千米,長短波授時台的位置可以使發播信號覆蓋全國陸地和近海海域。
最後,授時台台址的選擇對於戰備也有一定的考慮。無論是平時還是戰時,時間的準確對於一個國家來說都是重要的保障,因此授時台建在內陸比起沿海會更加安全。
計算方式
國家授時中心時間的確定和保持是由一組高精度銫原子鐘(國際計量局(BIPM)將銫-133原子發出的輻射振動9192631770次所持續的時間定為1秒)通過精密比對和計算實現,並通過GPS共視比對、衛星雙向法(TWSTFT)比對等手段與國際原子時間標準相聯繫。中國科學院國家授時中心對國際原子時的保持做出貢獻,30天穩定度為3E-16。
另外,據國際計量局(BIPM)官方數據統計,2023年,由中國科學院國家授時中心保持的我國時間基準UTC(NTSC)性能繼續位居世界前列,國家授時中心為國際原子時貢獻權為14.36%,居世界第三。
授時方式
如今的授時手段是多樣化的,比如長短波授時系統、低頻時碼授時、網際網路授時、衛星單向授時、衛星雙向時間傳遞、光纖傳遞等,授時方法不同,授時精度也有所不同,用戶可以根據需求選擇不同的授時方法。
短波授時
短波波段為波長在100m~10m,即頻率在3MHz~30MHz的無線電波段。國家授時中心的短波電台用2.5MHz、5MHz、10MHz、15MHz頻率全天連續發播我國短波無線電時號,呼號為BPM。短波授時信號覆蓋半徑超過3000公里,用不同頻率交替發播,幾乎可以覆蓋全國疆域。定時精度為毫秒量級。理論上,擁有短波無線電接收機的用戶,在任何地方任何時刻都可以收到至少一個頻率的BPM時號,但是因電離層擾動或其他原因,其信號有時會受到干擾。BPM短波授時台於1970年建成,1997年完成了技術改造。
長波授時
長波波段為千米波段,即頻率在30KHz~300KHz的波段。國家授時中心的長波電台呼號為BPL,發射頻率為100KHz。長波授時台每天定時(台北時間13h30m到21h30m)發播標準時間信號和導航信息的編碼信號。信號可以覆蓋我國內陸及近海海域,定時精度為微秒量級。用戶擁有專用長波定時接收機,便可在規定時間內接收BPL定時信號。
BPL長波授時台於1986年建成並通過國家級技術鑑定,該項成果於1988年獲得國家科技進步一等獎。現代化技術改造後新的長波授時系統將為用戶提供全天24小時連續服務,並提供時碼信息、差分衛星信息等更加豐富的時間和導航信息。
低頻時碼授時
國家授時中心採用68.5KHz頻段的連續波時碼授時體制的技術,2002年建成BPC低頻時碼授時台,並試驗發播。低頻時碼授時的特點是利用微電子技術,讓用戶設備可以做得非常簡單且價廉,具有十分廣闊的產業化前景。其終端產品之一的“電波鐘”被鐘錶業界稱為鐘錶產業“革命性”的變革,對世界經濟的發展產生重大的影響。
為推動低頻時碼授時技術發展,考慮到覆蓋環渤海和長三角主要經濟區的目標。2007年6月,國家授時中心在河南商丘建設“國家授時中心低頻時碼連續發播台”。地波穩定覆蓋半徑1000公里,天波覆蓋半徑3000公里,授時精度±0.1毫秒。試播期間每天白天發8小時,晚上發7.5小時。正式發播後將24小時連續發播。
衛星授時
我國目前的衛星授時由北斗衛星導航定位系統承擔。該試驗系統的時間由國家授時中心標校,與國家授時中心的協調世界時保持一致。用戶擁有專用衛星信號接收設備,便可通過北斗系統實現衛星定時,定時精度優於微秒量級。
另外,國家授時中心每天定時接收美國全球定位系統GPS的時間信號,測定並在其出版的《時間頻率公報》上刊布GPS時間相對於協調世界時的改正值。用戶接收GPS時間,利用此改正值,可實現其時鐘與我國標準時間的對比,精度可優於微秒量級。
電視授時
數字衛星電視授時系統獨立於現有衛星導航系統,在保證廣播電視信號正常播出的同時,提供了一種自主的高精度授時服務手段,規避了以往過於依賴全球導航衛星系統(GNSS)所帶來的風險,可為各行業提供授時服務。該系統對於擴充現有授時服務體系,發展新的高精度授時手段具有重要的參考價值;對提高廣播電視基礎設施的使用效能、豐富和完善國家授時體系的彈性能力建立與維持具有重要的意義。
網路授時
利用網際網路傳送標準時間稱為網路授時。網路授時精度一般為幾十毫秒~幾百毫秒。
電話授時
利用電話網路傳送標準時間稱為電話授時。目前,國家授時中心通過電話公用網路提供時間服務的方式包括:通過專用電話時碼接收機方式;計算機+數據機的方式(ACTS);電話語音報時服務。
可以撥打國家授時中心語音報時服務服務專線:029-83895117。採用音頻脈衝——“嘟”聲作為秒信號提示音,使用戶極為方便進行校時,報時誤差小於1秒。
適用地區
“台北時間”適用於中華人民共和國全境。
標準時的意義
標準時間的建立,對於國家國防試驗、空間技術、測繪、地震、交通、通信、氣象、地質、金融等諸多行業和部門都有十分重要的意義。而國家授時中心承擔著中國的標準時間的發播任務,其授時系統是國家不可缺少的基礎性工程和社會公益設施。國家授時中心自七十年代初正式承擔中國標準時間、標準頻率發播任務以來,為中國國民經濟發展、國防建設、國家安全、網際網路金融等諸多行業和部門提供了可靠的高精度的授時服務,基本滿足了國家的需求。
地方時時差
台北時間是東八區的區時,同時也是東經120°的地方時,如果要知道國內某地的地方時與台北時間的時差,則可以利用以下方法計算:
地方時是把一天中太陽對於當地位置最高(太陽位於上中天)的時刻定義為中午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′,
故可以利用公式:
比如北京的經度約為東經116.4°,則經度約差為-3.6°,故北京地方時與台北時間的時差約為-14.4分鐘,即台北時間12點整時,北京地方時約為11點46分;再比如上海的經度約為東經121.5°,則經度約差為1.5°,故上海地方時與台北時間的時差約為6分鐘,即台北時間12點整時,上海地方時約為12點06分;哪個省會城市的地方時和台北時間最接近呢?那就是杭州,它的經度為120.03°,相當於與台北時間只相差7秒,其他地方的地方時與台北時間的時差的計算方式也可以此類推。
地圖信息
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