司马平邦：十亿分之一秒决定世界未来！中美“授时”决...

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　　给大家介绍一篇文章，是刚刚登在外媒上的，主题是“中美太空竞赛正延伸至卫星领域”，这文章一上来就说，美国和中国正在太空和地球上展开新的竞赛，以争夺一种根本资源：时间！时间是资源，而且是根本资源，这句话就非常有营养，而且这篇文章还很不客气，一上来就说美国正在这场竞争中落败。

　　提供全球定位服务的卫星，其实就是太空里的时钟，它们发出的信号现在是全球经济的基础，现在如果没有卫星信号的支持，世界就等于失明了，它对电信、紧急救援，尤其是对金融交易都必不可少，对于路上的行人更这样。但是，现在的太空正在迅速军事化，卫星信号正在受到各种各样的侵袭，卫星定位也越来越容易受到攻击。

　　这篇文章之所以说“美国正在落败”，因为现在美国有一个明显弱项，就是跟中国不同，如果美国现有的卫星信号在太空战中被摧毁的话，它并没有可供平民使用的卫星定位替代方案----而作为后发崛起、弯道超车的中国，现在还不只有一种替代方案。

　　所以，这时候我们就明白了另一件事，就是为什么之前美国政府对传说俄罗斯可能在太空布署核武器这么敏感，如果俄罗斯一旦对美国GPS卫重进行核打击，美国很有可能就变成睁眼瞎了。

　　现在，大国们都在进行打击卫星系统的研究，比如反卫星导弹，大国们还都在发展干扰太空信号的技术，中国前两年上天的的一颗卫星拥有一个可以移动其他卫星的长长的机械臂，最大承重25吨，可向7个方向灵活移动，在空间站和航天飞船对接时，它可以牢牢抓紧航天飞船完成对接，所以，美国太空司令部司令詹姆斯·迪金森就担忧，中国会不会使用它来截获或者破坏我们美国的卫星？能不能呢？我觉得只要美国卫星不惹事，就不能。

　　而俄罗斯的黑客几乎是天下无敌的，比如在俄乌开战早期，2022年9月底，他们先在太空瘫痪了乌克兰的“星链”系统，然后使用伊朗无人机对“星链”地面设施发动了自杀式攻击。

　　而据专家的说法，如果美国的GPS信号消失或被屏蔽，美国距离拥有下一个可靠民用时间源和导航系统的替代方案需要数年。在奥巴马时代，曾在2010年提出过一项计划，计划建立新的卫星备份系统，但没有实施，特朗普后来在一项行政命令中说，干扰或操纵卫星信号对国家安全构成威胁，但也没有提出替代方案，更没投资一美分。

　　然而，美国在这件事上正拖拖拉拉的时候，中国人突然发力了，美国人现在回头一看，猛然发现，中国正建立起一个世界上最大、最先进、最精确的授时系统，这是美媒文章的原话，美媒的3个“最”把中国人自己都吓了一跳，可以想像，写作这篇报道的时候，美国作者的眼睛当时都冒着绿光。

　　说中国正在陆地上建设起数百个授时站，在地下铺设着两万公里长的光缆，这个基础设施也能提供授时和导航，而不依赖于拥有36颗卫量的北斗系统，同时，中国现在还计划发射更多作为北斗备用信号源的新卫星。

　　上面的被美国人用3个“最”描述的这个新授时系统，就是中国的高精度地基授时系统。

　　上世纪60年代，中国才开始建设短波授时系统，1970年经周总理批准发播，授时精度毫秒量级。1970年代，中国又建设了长波授时系统，授时精度由毫秒量级提高到微秒量级。2002-2005年，以国家授时中心为主，基于商业通信卫星，研制建设了中国区域定位系统（CAPS），可以用卫星将纳秒级的时间送至全国各地。

　　高精度时间不仅在通信、证券、航空、国防等领域有重要意义，作为最基本物理量，它对提升国家科研水平也有着基础性作用，比如天上的飞船对接，一旦测控系统精度相差百万分之一秒，就会出现300米距离偏差。

　　现在，时间科学更是诸多科学研究的基础，比如在电力系统，大量发电机并网发电就需要保持高度的时间同步，要同步到微秒量级，而5G信号的时间同步度要达到十几纳秒。

　　中国科学院高精度地基授时系统项目建设现场

　　2019年，中国的高精度地基授时系统项目在西安启动建设，去年9月10日，高精度地基授时系统的敦煌授时台开工建设。这一系统利用国家现有的通信光纤资源，布设了约300个光纤时间频率传递节点，构建总长约两万公里、连接全国主要城市和重点用户的光纤时间频率传递骨干网，同时在西部地区还增补建设新疆库尔勒、甘肃敦煌、西藏那曲3个增强型罗兰授时台，可以实现长波授时信号的全国大覆盖。

　　中国保留并升级了二战期间研发的罗兰（Loran）授时系统，也就是增强型罗兰（eLORAN），现在美、韩、英、俄等国都在研发增强型罗兰系统，但中国的高精度地基授时系统很有可能是世界上第一套实现应用的。如此，依托此系统，再结合北斗卫星导航授时系统，还有空间站高精度时间频率实验系统，我们将很快建成世界上真正独一无二的，立体交叉、相互增强、相互融合的强大的国家授时体系。

　　美国在2010年，也就是奥巴马政府时期，正式停用了本国罗兰系统，奥巴马将其称为“过时的技术”，到现在还没有可以替代的新计划。今年1月，美国政府和几家私企曾用海岸警卫队的无线电发射塔测试了一个改进版的罗兰。但私企对在美国政府不提供资助的情况下运行该系统没兴趣，所以海岸警卫队现在打算把8个传输站全部处理掉。所以，位于弗吉尼亚州的韧性导航和授时基金会的主席达纳·戈沃德说：“中国人做了我们美国人要做的事情”，他还有一句是，“他们正在坚定地走上不依赖太空的道路。”

　　达纳·戈沃德说中国人做了美国人要做的事情，这话是错的，因为无论是从奥巴马政府，还是到特朗普政府，一直到现在的拜登政府，美国人都没有真正想做这件事。

　　现在，中国还规划了一个在2035年前再度升级本国授时系统的新计划，为增强北斗系统，将把近1.3万颗卫星发送到近地轨道，这就是高轨卫星通信网络。去年的11月23日，西昌卫星发射中心长征二号丁运载火箭成功将卫星互联网技术试验卫星发射升空，意味着中国已完成首个高轨卫星通信网络的初步建设。不过，我们建成的第一张高轨道卫星互联网还不能做到全球覆盖，只是支持中国国土全境，以及“一带一路”沿线重点区域。

　　那么，究竟是为什么中国会在时间这项基础资源上，即在授时系统上实现了对美国的弯道超车呢？说到底还是忧患，生于忧患，死于安乐，老祖宗的话太有道理了，因为我们进行这些投资研发的动机，重要的一部分来自于帝国主义有可能发动太空袭击的担忧，解放军曾经表示过，美军正在全力建设自己的太空网络战能力，尤其是俄乌冲突更让人们更加深刻地认识到太空网络安全的重要性，而且，相比美国，中国还更加注重民用授时网络的保障，这里面的中国逻辑的优越性，大家自己体会。

　　特朗普时代成立的美国太空军其实早就在研发跟民用系统分开的军用GPS备份，用于投送精确制导的导弹等武器，这套系统的大多数技术都保密，解决方案之一是使用所谓的M码信号，太空军表示这种信号能抵御干扰，在战争中的运作能力比民用GPS更好。但是，该系统已受到多次推迟的困扰。

　　其实，美国是世界上可以超越朝鲜的“先军国家”，虽然美国没有民用的增强型罗兰作为备份，但美军已经在研发一个分布在近地轨道卫星上的定位、授时和导航服务系统。然而，基于美国的对手国家，比如中国和俄罗斯，都拥有更强大的太空战能力，现在的美国海军学院不得不恢复教授水手们如何使用最原始的星星导航。

　　美国网络安全和基础设施安全局曾有一个说法是，一些至关重要的民用系统设计是基于一个有错误的假设，那就是卫星信号会总在那里，这种依赖可能会产生极为严重的恶果。

　　看过刘慈欣《三体》的朋友可能对我们这个世界的实际运行规则有着各种各样的想像和怀疑，但至少作为一个必须保护14亿人口和960万平方公里领土安全的大国，比你的对手能捕捉到更更更更更更更更更更更更更更更精准的时间，绝对是成为主导和强势的天条，现在，尤其是中美间的大国竞争，除了肉眼可见的那些内容，已经延伸向更为高远和更为精微，在这个轨道上，在最关键时刻，哪怕中国人比对手提前一纳秒，即一秒的十亿分之一，就能决定胜利的最后归属。