《时间基准与授时服务》系统阐述了时间频率基础理论和方法，重点介绍了时间频率的产生、传递、发播和应用技术，深入分析了卫星导航系统的时间频率系统设计原理和方法。内容涵盖相对论时空理论框架、时间基准建立与保持、授时技术、时间频率应用、卫星导航系统时间频率设计等基本内容。

《时间基准与授时服务》可供从事时间频率技术、卫星导航技术研究的人员参考，也可作为高等院校相关专业的辅导教材。

蔡志武，1978年出生予湖北浠水，2006年测绘学院大地测量学与测量工程专业博士研究生毕业，现任北京卫星导航中心高级工程师。长期从事卫星导航、时间频率技术研究和系统建设工作，在时间基准建立、时间传递与同步技术、卫星导航系统兼容互操作、卫星自主导航、PNT体系等领域有深入的研究。主持或参与北斗专项课题、国家“863”计划课题、自然科学基金项目等20余项，获得科学技术进步奖10余项。发表学术论文数十篇。

蔺玉亭，1980年出生于山东莱芜，2009年毕业于信息工程大学大地测量学与测量工程专业，获博士学位，现为北京卫星导航中心高级工程师。长期从事卫星导航、时间频率的研究论证、工程建设与应用工作，在时间基准建立与保持、GNSS高精度时间传递、时间频率计量检测等方面开展了大量原创性研究，先后主持完成国家卫星导航重大专项攻关项目、国家“863”计划项目和自然科学基金项目等20余项重大科研任务。获得多项科学技术进步奖，获得国家、国防发明专利和软件著作权10余项。发表学术论文数十篇。

肖胜红，1978年11月出生于湖北武汉，导航、制导与控制专业博士研究生毕业，曾在中国科学院上海天文台天文地球动力学研究中心从事博士后研究工作，现为北京卫星导航中心高级工程师。长期从事卫星导航与时间频率的理论技术研究和系统工程研制建设，在系统时间基准建立与维持、原子钟性能测试评估和授时服务等领域有较深入研究。先后主持或作为主要完成人参与国家北斗重大专项关键技术攻关项目、国家“863”计划项目、国家自然科学基金项目等10余项，获得科学技术进步奖3项。公开发表学术论文20余篇。

卢鋆，1978年5月出生于河南开封，通信与信息系统专业博士，北京跟踪与通信技术研究所高级工程师，北斗地面试验验证系统副总设计师、国际合作专家组副组长，中国卫星导航学术年会组委会副秘书长，中央企业北斗产业协同发展平台专家委员会副主任。长期从事北斗系统总体设计、试验验证、兼容与互操作协调等工作，主持和参与国家北斗重大专项研制任务数十项。被聘为中国航天科普大使，担任中国科协“科普中国·我是科学家”顾问。获多项省部级科学技术进步奖。主持编制国家标准和申请国家发明专利10余项。发表论义30余篇。

第1章 绪论

1．1 时间认知起源

1．2 时间理论演变

1．2．1 牛顿绝对时空框架

1．2．2 爱因斯坦相对时空框架

1．2．3 霍金时空框架

1．2．4 其他领域的时间观

1．3 时间计量工具

1．4 现代时频实验室

参考文献

第2章 时间频率理论基础

2．1 时空参考系理论框架

2．1．1 时空观念与理论框架

2．1．2 相对论框架下时空参考系

2．1．3 常用相对论时标理论关系

2．2 国际时间频率参考系统

2．2．1 国际时间频率标准

2．2．2 标准时间频率发播

2．2．3 协调世界时改革计划

2．3 时间频率基本信号与测量

2．3．1 时间信号类型

2．3．2 频率信号类型

2．3．3 时频信号测量

2．4 时间频率性能指标与评估

2．4．1 时间准确度

2．4．2 频率准确度

2．4．3 频率稳定度

2．4．4 频率漂移率

2．4．5 频率复现性

2．4．6 相位噪声

2．4．7 其他指标

2．4．8 检测与评估

参考文献

第3章 天文时系统

3．1 真太阳时与平太阳时

3．1．1 基本定义

3．1．2 太阳时的实现

3．2 世界时系统

3．2．1 基本定义

3．2．2 世界时的实现

3．2．3 北京时间

3．3 天文历表与历书时

3．4 脉冲星时间计量

3．4．1 脉冲星的基本特征

3．4．2 脉冲星计时实现

3．5 年月日与历法

3．5．1 公历

3．5．2 伊斯兰历

3．5．3 农历

参考文献

第4章 原子时系统

4．1 量子跃迁与原子钟

4．1．1 原子钟基本原理

4．1．2 铯原子钟及性能

4．1．3 氢原子钟及性能

4．1．4 铷原子钟及性能

4．1．5 国产原子钟工作进展

4．2 原子钟性能分析

4．2．1 原子钟时域分析方法

……

第5章 卫星导航时间系统与体系设计

第6章 GNSS时间系统及兼容互操作

第7章 授时服务

第8章 信息化战场中的时间频率

第9章 时间频率发展展望

缩略语

自从20世纪90年代以来，卫星导航系统和技术在世界各国得到了广泛应用。自从我国北斗系统建设和运行以来，在我国的国防和经济建设中发挥了重要作用。当前北斗三号系统正在紧密的组网建设过程中，即将为全球提供基于北斗系统的定位、导航、授时等服务。

卫星导航定位实现的基础在于精密测距，测距的本质为测时，因此，时间频率技术是卫星导航系统的核心技术之一。卫星导航系统的信号发射与接收、轨道精密测定、星地和站间的协同工作等各个方面都离不开时间频率技术的支持和保障。从时间频率专业体系来看，守时、授时、用时系统是其核心组成部分，而卫星导航系统则是授时系统中精度最高、覆盖最广，也是最重要的系统。

本书围绕时间基准与授时服务，详细介绍标准时间如何产生、如何传递、如何应用等基础知识，并结合北斗卫星导航系统，深入分析北斗系统如何建立内部时间尺度，如何实现地面站、卫星、用户的时间一致性，如何建立自洽的时频指标体系，如何实现与标准时间的溯源及多个卫星导航系统之间如何实现时间基准上的兼容互操作等技术。

全书共9章，其中第1章、第2章、第8章由蔡志武撰写，第3章、第4章、第7章由蔺玉亭撰写，第5章、第6章由肖胜红撰写，第9章由卢鋆撰写。各章基本内容如下：

第1章为绪论，概述人类对于时间的认知起源和发展，分析科学领域时间理论框架的建立和演变，介绍从古至今的主要时间计量工具及当前国内外一些重要的时频实验室。

第2章为时间频率理论基础，分析比较科研和工程领域最常用的两种时空参考系理论框架，即牛顿绝对时空框架和爱因斯坦相对时空框架，详细阐述当今国际通用的时间频率标准的产生、发播及未来可能面临的改革，介绍常用时间频率信号类型与测量及性能指标检测与评估方法。

第3章介绍常用的各类天文时系统，包括真太阳时、平太阳时、世界时、脉冲星时等时间系统的定义与实现，并给出东方、西方国家和地区常见的历法由来及计算方法。

第4章介绍原子时系统的建立方法，比较常见的原子钟的性能特点，给出原子钟性能分析的基本方法，介绍常见的综合原子时计算方法，说明频率基准运行原理及在原子时系统中的作用和频率驾驭方法。

第5章介绍北斗系统时间基准及内部时间频率体系设计思路，给出北斗系统时间的具体定义、实现方式，深入分析北斗系统时间的产生、溯源、星地同步等系统内部各节点时间精确同步方法，深入论述北斗系统时间频率指标要素影响关系、分析模型及综合方法。

第6章介绍GNSS时间设计及兼容互操作对时间基准的要求，对GPS、GLO-NASS、Galileo系统等的时间定义、产生、溯源、同步等技术设计进行分析，对多个GNSS兼容互操作概念与内涵及系统时间偏差监测方法进行分析。

第7章介绍常用的授时技术和系统，对卫星授时、陆基无线电授时、网络和电话授时的技术原理、方法、精度等进行分析说明，研究授时系统溯源和监测原理及方法并提出相应的设计方案。

第8章介绍信息化战场中的时间频率，总结古代、近代、现代战争中的时间观，对信息化战场时间统一、频率支撑的作用进行深入分析，通过典型战例的解剖分析时间频率的具体应用，也对新出现的时间战的基本概念进行初步分析和讨论。

第9章为时间频率展望，在回顾几十年来时间频率技术高速发展的基础上，对未来几个重要的新兴领域和热点方向进行初步分析和介绍，对时间频率技术和系统的未来发展趋势进行展望。

通过本书的介绍，期望能帮助读者较全面地了解国内外时间频率体系的基本概况，较深入地了解北斗和其他卫星导航系统时间频率系统构建的基本框架，并理解和建立各类时间概念之间的关系，在实际开发和应用中能够根据需要合理选择所使用的技术和标准。

特别感谢杨元喜院士的总体指导；感谢北京卫星导航中心韩春好教授、北京无线电计量测试研究所张升康研究员、中国科学院国家授时中心的袁海波研究员及许多领导和同事的无私帮助；感谢国防工业出版社编辑认真细致的工作。

鉴于编者水平有限，书中难免会有错漏或不妥之处，敬请读者批评指正。