日常生活中,当时间精确到秒时,已经让人感觉很短暂,然而在很多额域,需要更精确的时间,比如百分之一秒的差别将决定田径运动员胜负,炮弹的发射准确度需要达到千分之一秒,雷达甚至需要百万分之一秒的时间准确度,这就要不断提高时间频率计量的准确度。目前,我国铯原子喷泉钟准确度可达2000万年不差1秒:未来,我国还将研制出 30 亿年不差1秒的光钟。有人或许会问,这么准确的钟有什么用呢?
例如,我国“北斗”系统与美国全球定位系统(GPS),俄罗斯“格洛纳斯”系统,欧洲“伽利略”系统并称全球四大卫星导航系统。这四大导航系统控制核心之一就是原子钟,原子钟能够精确计算出电磁波到达你的位置所经过的时间。它使当今全球范围的导航定位精确到(1-10)米。钟摆的摆动频率可能是每秒1次滴答,我们用眼睛就能分辨出来,但原子钟的振动频率非常高。而如果没有精确的时间频率信号,这些都是天方夜谭。
时间频率计量是利用“秒”作为基本单位的测量及其应用的科学,是实现时间频率相关量单位统一、量值准确可靠的活动,时间频率计量分为时间计量和频率计量。但由于时间与频率存在互为倒数的紧密关系。所以人们把它们统称为时问频率计量。只有“秒”定义之后才能准确地谈频率值,所以只有时间基准而无频率基准。时间频率计量的主要研究内容包括:时间频率计量基标准装置、时间频率传递与对比技术、时间频率测量技术与溯源方法、以及时间频率计量标准与法规体系等。
时间频率计量工作者所做的就是利用和研究各种技术方法,为各行业和领域提供更精准的时间测量。