|1.4 天地一体化信息网络时间统一的需求与挑战|

1.4.1 时间统一需求与服务

随着科学技术的进步，时间统一技术已经发展成为信息领域重要的支撑技术之一，在国防科技、国民经济建设和社会生活中具有举足轻重的作用。如今，与日常生活紧密联系的全球导航卫星系统、航空航天、通信领域、电力以及高速交通等诸多行业能够取得辉煌的成就，无一不依赖于高精度的时间统一技术[30-32]，而一些重要领域的革新对时间统一提出更高要求。

（1）时间基准的统一需求

一般而言，将所有与时空相关的活动紧密联系的前提是建立统一的时空基准，如我国的CGCS2000坐标系、世界各地时间实验室维持的地方协调时UTC（k）等。随着万物互联时代的到来，智慧城市、智能物流、智能驾驶、无人机等应用场景越来越丰富，传统的时空基准在服务覆盖范围或精度上已逐渐不能满足应用需求。如今，天地一体化信息网络作为科技创新2030的重大工程项目，正致力于促成天基信息网、未来互联网、移动通信网的全面融合，以全面覆盖空、天、地以及地下空间中众多场景的高精度时空应用需求。因此，必须建立精准、统一的时间、空间基准，以保障天地一体化信息网络提供统一、可靠的时空服务。

（2）时间传递的需求

天地一体化信息网络需要建立和维持统一的时间基准，另一方面还需要把统一的时间频率信号通过授时手段传递至用户，即面临时间传递（授时）需求。而且，信息在现今数字化通信的传输过程中需要进行严格的时间同步，以保证信息传输的畅通、减少错码及乱码，提高信息的正确性和有效性。天地一体化信息网络涉及与人类活动息息相关的网络与通信系统、航空航天、定位导航授时及其增强服务、遥感与地理信息服务、云计算与存储、电力系统、金融系统等，各行业应用的有效运行都依赖于高精度时间同步，因此“准确而稳定的时间基准和高精度授时系统”对于现代社会的正常运转，以及新兴技术的发展有着极其重要的作用。为满足天地一体化信息网络日益高涨的时间传递需求，各国、各界的研究人员一直在为授时技术的革新以及精度的提高而努力。

（3）时间服务的多样化

用户钟与时间基准之间进行时间比对，即可实现时间同步。随着科学技术的发展，现代授时方法日益丰富，如声音传递、电话传递、电视传递、无线电传递、卫星双向传递、卫星共视、光纤传递等。目前，卫星双向传递、卫星共视和光纤传递是长距离高精度授时的主要手段。卫星双向传递是目前国际计量局（BIPM）组织的远距离时间比对精度最高的方法，其精度可达几百皮秒；GPS卫星共视技术在国际原子时的国际合作中起了主要作用；光纤传递借助光纤高带宽、抗干扰和低损耗等优点，已成为超高精度时间频率信号传递的主要手段。