长波授时系统的建成把我国授时精度由毫秒量级提高到微秒量级，意义十分重大，作用十分显著。国家授时中心开发研制的全自动长波定时校频接收机是专门用于BPL信号接收使用的设备。

利用长波（低频）进行时间频率传递与校准，是一种覆盖能力比短波强，校准的准确度更高的授时方法。我国在20世纪70年代初开始建设自己的专门用于时频传递的罗兰-C体制长波授时台，呼号为BPL，其载频信号由国家授时中心铯原子钟组产生。BPL从1978年开始小功率发播，1983年起大功率发播。

BPL长波授时台是我国在2007年之前唯一微秒量级的高精度授时系统，信号覆盖我国整个陆地和近海海域。发播时间：每天开机10小时，发播8小时，每天发播时间为13:30-21:30。覆盖范围：天地波结合为3000公里。

依托长短波授时系统组建的国家授时中心，瞄准时间频率学科前沿，积极进行时频领域前沿创新研究；不断建设完善全方位、多层次、多手段、先进的国家授时体系，满足国民经济持续发展对高精度授时的需要。

主要研究方向：

高精度时间传递和同步技术研究

授时新技术与新手段研究

高精度时间频率测量与控制技术研究

时间尺度、授时理论和方法研究

时间应用系统设计和用户终端设备研制开发

高精度频标研究

该系统组织框架如图1：

罗兰-C发播格式

主台发射一组九个脉冲，前八个脉冲间隔1ms，第九个与第八个脉冲间隔2ms，为主台识别脉冲。经过一定延迟后，再发射副台一组八个脉冲，间隔1ms。各脉冲中只有主台脉冲组的第一个脉冲在规定的时刻与标准时间UTC（USNO）对齐。几个副台发射完后，经过一段时间，主台又重新发射。不同的“链”采用不同的重复周期加以区分，用GRP表示。脉冲组的重复周期称为组重复周期，共设计了四种基本GRP，我国的GRP为60000us。

罗兰-C授时格式

无论是主台还是副台，脉冲组八个脉冲形式全部相同，为了频谱集中应用效果好，减少无线电干扰，采取如下技术措施：脉冲调制包络采用指数形式。为了便于自动搜索，提高抗干扰能力，有利于抑制连续波干扰和天线干扰，每台的脉冲组均采用相位编码排列。

罗兰-C重合时间

由于采用GRP重复周期发播，因此不可能每组的脉冲都与标准秒信号重合，显然只有满足GRP与1秒的最小公倍数的时间间隔，才可能组脉冲与标准秒重合，此时间间隔称为重合时间（TOC）。不同的GRP其TOC不同，TOC秒前沿与主台的脉冲组第一个脉冲起点一致。

利用长波授时台进行时间频率比对的设备主要是长波接收机。这是专门设计的用于长波授时信号接收，并给出标准频率和标准时间信息的定时校频设备。在我国主要使用的是美国生产的2000-C型、2004型罗兰-C接收机和我国研制生产的PO20型长波接收机及其改进型的全自动PO21长波接收机。

利用长波进行时频校准，造成测量数据不一致性的变动，主要有地波识别和周期判定的系统性影响因素，传播时延变动的随机性影响因素。

地波识别与周期判定

利用长波信号进行时频校准首要的是将地波信号从天地波混合状态下分离出来，关键是准确判定锁定点的周期，如果周期判错一个周期，就会引入10us的定时偏差。为了准确的进行周期识别，同常采用以下方法：画切线法、幅度比值法、场强法、包络峰值推算法等。

中国现代无线电授时发端于中科院紫金山天文台徐家汇观象台的BPV时号。当时虽能满足国家建设的部分需要，但是它偏处东南一隅，布局不合理，难以适应国家大规模经济建设的需要。

1955年，在全国科技发展12年远景规划中，天文学科将筹建西北授时台列为重点项目。中科院派人赴西北考察，在兰州选定新建授时台台址。1956年，原苏联授时专家来中国考察后提出：兰州是地震活动区不宜建授时台。中科院暂停了在兰州建立授时台的计划，所购置的设备用于1958年开始筹建的北京天文台的沙河时间工作站。

1960年，北京天文台沙河站安装了一套包括三个石英钟的标准时间频率设备，5月1日开始向中央人民广播电台提供精度达±0.02秒的时间信号，以供整点报时使用。

1962年，北京天文台沙河站架设了短波授时天线阵，开展了天文测时、守时、收时等服务和研究。1963年该站授时组加入了中国授时系统（中心设在上海天文台），共同确定精确的进号改正数，即世界时时刻。

1965年，国家科委在“我国的综合时号改正数”鉴定书中再次提出：“从战略上考虑，建议中国科学院在西部地区从速增设一个授时台”。

1965年8月28日，中科院考虑到国防部门的需要，再次选派人员组成西北授时台选址工作组，赴新疆、青海、甘肃、陕西考察选址，初步确定陕西省武功县杨陵镇为预选台址。

国家科委在发射人造地球卫星计划（651计划）的“时间统一勤务系统的初步方案”中明确提出“在西安地区建立短波授时台以满足第一颗人造卫星的需要”的建议，同时提出了建立我国长波、超长波电台的问题。

1965年12月12日，国家科委召开了在内地建立授时台（时间与频率发讯台）问题的座谈会。会议认为：西北授时台应立即进行筹建，该台应包括时间与频率工作，由中科院负责筹建。对于中科院初选的台址（陕西省武功县地区），会议没有达成共识。

1965年12月31日，中科院就建立内地授时台问题在“651计划”方案论证时提出四条建议，指出西北授时台不仅包括授时工作，还可开展天文方面的其它工作 。台址选择要靠近人造卫星地面系统控制计算中心的位置（西安地区）。

1966年3月26日，周恩来总理主持召开国务会议，批示同意在陕西中部建立中国的授时中心。

1966年4月19日，中科院向国家科委、国家计委报送了《西北授时台基建设计任务书》（建设地点定为陕西省武功县）。1966年6月，根据陕西省军区的意见，将授时台台址改定在陕西省蒲城县境内（北纬34.9度，东经109.6度，海拔高度约300米）。

1966年9月12日，中科院重新向国家科委、国家计委报送了基建设计任务书，提出在我国西北地区设一个完整的授时台，定名为“西北天文台”。其主要任务为天体测量，以开展时间和频率为重点，相应开展星表、纬表研究、人造卫星观测和用卫星确定地面绝对坐标的研究，与全国天文台合作建立我国独立自主的天体测量体系。1966年11月29日，国家科委批复同意（代号为326工程）。

1966年10月17日，326工程筹建处正式办公。

1967年8月，中科院成立了326工程协作组。

1968年8月，在中科院召开的326工程业务方向论证会上明确了326工程以授时为中心，开展世界时、原子时研究，采用短波发射时号，原则同意采用中等功率的长波发射时号。

1970年7月18日，短波发射系统基本建成。

1970年10月17日，中科院上报国务院请求批准短波发射系统试播。12月2日，周总理做了批示。中科院在12月3日的报告中建议12月15日开始试播。12月5日，周总理于批示“照办”。

1970年12月15日，短波授时台开始试播。电台呼号为BPM，发播频率为2.5，5.0，10.0，15.0MHz。试播期间，中科院组织上海、北京、紫金山、云南天文台、测地所武昌时辰站、乌鲁木齐人 造卫星站配合陕台进行长时间接收监测，陕台还派员赴喀什、海拉尔等地接收监测。

1973年8月，中科院组织有关专家对BPM短波授时台进行技术审查，确认了信号有效覆盖半径为2000公里左右 ，指出在建设过程中将天线原设计高度由30-60米改为10米的小天线方案存在问题，并提出了扩建建议。扩建内容包括：加大发射机功率，增加4台50KW发射机；恢复30-60米高铁塔天线，并增加天线铁塔数量，使之形成天线阵；时间基准由现用 的石英钟英钟逐步采用原子钟，并建立原子时基准。

1973年12月，BPM短波授时台停止试播开始实施扩建。

1975年1月，为能在短波授时中增加远洋授时服务，中科院决定在BPM短波台扩建中增加3台50KW发射机和相应的多副定向天线，并新建洞外发射机房。

1978年扩建工程完成，1979年重新试播。试播期间圆满完成了我国向太平洋预定海域发射远程运载火箭试验中的授时任务。

1980年12月25日，BPM短波授时台通过 了国家鉴定。BPM短波授时台由原子时间基准、发播控制、发射系统、接收监测等部分组成，通过电台发播无线电信号，传送标准时间和标准频率，为国民经济建设、国防、科学研究以及人民日常生活服务。它的标准频率发播精度达到毫秒级，授时距离大于3000公里 （覆盖全国）。

1981年2月，中国科学院就BPM短波授时台正式发播问题向国务院提出请示报告。国务院同意BPM短波授时台从1981年7月1日起正式发播。

1981年7月1日，BPM短波授时台正式承担标准时间和标准频率发布任务。上海天文台从此停止发布BPV时号。

1983年3月1日以后的发播程序是：0-10min，15-25min，30-40min，45-55min发播UTC时号。

1988年12月，陕西天文台提出短波台技术改造方案。

1989年3月，中科院在临潼召开改造方案论证会，认为短波授时台设备更新并搬迁台址是必要的。此后，陕西天文台在1990年、1991年、1992年连续向中国科学院申请短波授时台搬迁改造计划。

1993年6月，中科院以（93）科发计字0520号文批复同意短波授时台迁建计划，并拨专款552万元实施搬迁改造。搬迁改造的主要内容是：台址由唐陵山搬迁至二部工作区，采用脉宽市制式发射机，天线为14-26米自立式铁塔10座和20.5米拉线式铁塔2座，沿用原有频率发射短波时号，增加发播时码信息，整个系统实现计算机自动控制。

1996年7月，迁建计划的土建工程和天线架设调调试完成。

1997年5月，完成了发射机的安装调试。

1998年11月，短波授时台改造通过了基建设备验收。

1998年12月18日，完成改造的BPM短波授时台开始试播。短波授时台每天以四种频率连续24小时交替发播标准时间，标准信号，覆盖半径超过3000公里，授时精度为毫秒量级。

1965年，国防部门在发射人造地球卫星计划（651计划）的“时间统一勤务系统初步方案”中建议建立长波、超长波授时台，把采用长波授时，在西安地区建立以原子标准为基础的长波授时台列为最佳方案。

1965年12月12日，国家科委召开的在内地建立授时台（时间与频率发讯台）问题的座谈会上，提出 了“我国目前（1965年）需要尽快解决发播超长波时间频率讯号问题”。

1967年4月，上海天文台提出在建设短波授时台的326工程中增设发射长波计划。中科院于1967年5月上报国家科委，提出在326工程中增设40KW长波发射机 的请示。

1968年8月，中科院在论证326工程时，原则同意采取中等功率的发波发射。

1968年11月，中央军委办事组在中科院关于326工程防护要求的请示报告上批示：在工程设计上，要考虑到我国能够制造长波、超长波授时台的设备时，改装成长波、超长波授时台设备。

1970年9月，中科院再次提出：326工程应立即采用长波授时。

1971年7月14日，国防科委经与中科院协商向国务院、中央军委提出了“中科院迅速着手在陕西天文台增设长波授时台”的报告，并建议列入国家计划。在李先念副总理 等领导的关怀下，国防科委、中科院迅速组成调查组，就建立长波授时台有关问题进行深入调查。调查组于1971年8月底和9月初分别提出“关于建立长波授时台的调查情况报告”和“筹建长波授时台方案（草案）”。

1972年1月18日，中国科学院、国防科委联合向国家计委提出“关于筹建长波授时台的请示报告”，建议将长波授时台作为326工程的第二期工程，代号为3262工程。

1972年5月，中科院向全国无线电管理委员会申请长波授时台使用频率100KHz，5月18日得到批复同意。

1973年2月，国防科委召集有关方面开会商讨合建台的建设问题，取得了一致意见，并通过国防科委、中国科学院、空军司令部、海军司令部联合向国务院、中央军委上报 了关于长波授时台与长波导航试验台结合建设的请示报告，于1973年4月28日上报国务院、中央军委。国务院、中央军委于1973年6月16日以国发[1973]72号文批复同意，并指示：在建设步骤上应分两步走，先安装小功率发射台进行试验，以取得经验并解决国防急需，同时安排大功率发射台的研制和基本建设；设计计划任务书送国家计委审批后列入国家计划，合建台的建设由中科院负责抓总。

1973年6月27日，中科院原则通过了“长波授时台计划设计任务书”，决定长波授时台建设和陕西天文台现有的天文测量、短波授时等工作合并后仍名为陕西天文台，在一段时间内保留3262工程指挥部。

1973年7月10日，中科院向国家计委报送“3262工程计划设计任务书”，于9月3日得到批复同意。

1973年10月，3262工程开始选址，经过对蒲城县境及其邻近县城踏勘并经批准，确定长波发射台建于蒲城县县城西侧，300KM小功率试验台建于城南501高地，时频基准实验室、科研大楼、台部管理机关和生活区建于临潼县城东侧 。

1973年12月，中科院在北京召开了3262工程任务落实会议，成立了由中国科学院、国防科委、空军司令部、海军司令部、陕西省政府有关负责人组成的工程协调小组，3262工程建设全面展开。

1974年8月，中科院在北京召开3262工程总体方案论证会，原则通过了总体方案，并就某些具体技术、实施计划和任务落实提出了意见。

小功率长波授时台

1975年，小功率长波授时台建设开始启动。

1976年5月26-6月2日，中科院在西安召开了小功率长波授时台试播工作会议，确定了试播测试方案。

1978年9月25日-11月25日，在临潼、银川、定襄、酒泉、成都、西昌、大足、当阳等9地15个点上进行飞机搬运原子钟的长波电波传播试验；在20基地东风站——大树理、27基地西昌站——勉宁之间分别进行火车和汽车搬钟试验；1979年4月8日至5月24日，进行重庆——上海沿长江的接收测试；同年9月16日至10月初，进行上海——锦西沿东海、黄海的海上传播测试。测试结果验证了大台建设总体技术方案的可行性。

1979年11月1日，小长波台开始每天定时发播，呼号为BPL，频率为100KHz。

1980年3月20-25日，中科院在西安召开小台技术鉴定会，确认小台授时精度达到设计要求，可以正式开展我国的长波授时服务满足国防急需。直至1983年5月大功率长波台开播，小长波台的授时服务停止 （1991年9月，小长波台经中科院批准报废）。

大功率长波授时台

1978年5月，大功率长波授时台开始建设，其主体工程（大功率长波发射系统）包括发射机房、传输电缆、天线架设等土建工程和所需设备研制。

（长波接收机是用户关键设备。经与四机部750厂合作，仿制美国2000C型罗兰—C定时校频接收机，于1977年11月完成样机，1978年2月通过四机部和中科院联合鉴定，定名为PO20定时校频接收机，并投入批量生产，提供用户使用。）

1979年9月，大功率长波授时台完成土建工程。

1979年10月1日，开始建立原子时频基准。利用四机部768厂和北京大学汉中分校研制的三台铷原子钟和上海市计量局研制的2台氢原子钟，建立了我国独立的原子时间标准，正式出版以原子时为标准的《时间频率公报》 。

1979年11月，发射机运进现场，1981年6月完成安装开始调试。四塔倒锥形发射天线，塔高206米，由1022所完成电气性能设计，西北建筑设计院完成结构设计，广播电视部广播设备厂于1981年5月完成加工制作和现场架设。

1980年5月，引进3台美国商品铯原子钟参加授时。

1981年1月1日起，陕台原子时AT（CSAO）参加国际原子时系统TAI（BIH）；国际时间局在其公报上每月刊布AT（CSAO）结果。

3262工程分别在乌鲁木齐人卫站、酒泉东同基地、长春人卫站、广州人卫站、云南天文台、北京天文台和上海天文台设立了七个电波传播监测站。1983年5月，大功率长波台联调成功并开始授时服务，时间精度为30万-100万年误差小于1秒，排名位居世界第八位，使中国授时技术跨进了世界先进行列。

1983年6月7日，大功率脉冲发射机与天线联调成功，为满足应用急需，1983年7月25日先以半功率试验发播，1985年5月26日，第二次联调成功后，发射系统交付使用。

1985年月7日1日起，大功率长波授时台以全功率正式试验发播BPL长波授时信号。

1986年6月16-20日，国家科委主持在临潼召开长波授时台国家级技术鉴定会。鉴定会议认为：长波授时台技术指标达到总体方案设计要求，它的建成把我国授时精度由毫秒量级提高到微秒量级，使我国在原子时授时系统方面进入世界先进行列，填补了我国在授时领域的空白，BPL长波授时台具备正式发播条件。

1987年1月2日，国家科委为中国科学院、国防科工委、空军司令部、海军司令部、中国科学院陕西天文台颁发“长波授时台”国家级鉴定证书。BPL长波授时台由试播转为每天定时发播，正式开始我国的长波授时服务。

长波授时系统连续运行多年，由于建设时条件制约所造成的固有缺陷和长期运行所沉积的各种隐患，已严重威胁系统的安全运行。对该系统进行现代化技术改造的问题不得不提上了日程。

长波授时系统现代化技术改造

2002年4月，中科院组织相关领域专家对 长波授时系统进行现代化技术改造进行了评估分析。

2004年8月，修改完成了《长波授时系统现代化技术改造方案》。

2004年10月，完成了院重大项目——长波授时系统现代化技术改造的可行性报告。

2005年5月18日，“多功能双频时间传递GPS接收机NTSCGPS-2的研制”通过了成果鉴定（图2）。该项目是中科院知识创新工程重要方向项目“我国综合原子时（JATC）建立与保持的研究”的重要组成部分，也是一个相对独立的研究子课题。专家组听取了工作报告、研究报告，以及所提供的查新报告、测试报告和应用证明，审查了相关资料和数据，进行了现场测试。

2005年12月2日，中科院召开了长波授时系统现代化技术改造专家评审会。专家组认为：长波授时系统是我国时间频率保障系统不可或缺的重要组成部分，已连续运行近30年，为我国国防和国民经济发展作出了重要贡献。该系统设备陈旧老化，器件匮乏，技术落后，运行难以为继，已不能满足日益增长的国民经济发展的需求，急需对其进行现代化技术改造。

2005年12月15日，中科院院长办公会议原则同意改造项目立项，由院大科学装置维护改造专项经费和院创新基金专项共同支持，总投资6000万元。

2006年2月，长波授时系统改造项目开始启动。

2006年2月24日，“时间间隔计数器NTTIC-01”项目通过了成果鉴定。高精度时间间隔测量技术是时间频率测量和控制技术的基础，国内高端时间间隔计数器尚依赖进口。本成果采用了时压内插变换、时延平衡、软件修正等新颖的处理方法，有效实现了高精度时间间隔测量，完成了时间间隔计数器关键技术研究。该计数器设计精巧、结构合理、体积小、重量轻、成本低，可作为时间测量功能单元嵌入到其它系统或设备中使用，其测量精度优于200ps，单次测量误差小于1ns，主要性能指标优于目前（2006年）国内同类产品。

2006年3月16日，长波授时系统改造总体方案通过评审 。2006年4月6日，院下达了改造项目任务书。按照改造总体方案，项目共分如下6个分项：固态发射机研制、地面机房建设、天线维护改造（增加匹配网络）、发播控制系统改造、新型接收机研制、电波传播修正建模及测量。

2006年12月25日，地面机房正式开工建设。

2007年7月21日，中科院高技术局主持召开了“BPL长波授时系统技术改造项目可行性研究报告（代初步设计）评审会”（图3）。

2007年11月，地面发播机房完工，固态发射机研制完成。

2008年5月19日，“宏池变电站及10KV高压架空线路维修改造项目”通过了中国科学院计划财务局会同基础科学局组织的专家评审。评审组由西安电子科技大学，西安卫星测控中心，海司驻天津地区航保军代表室，渭南市供电局维修公司，中国电子科技集团公司第二十研究所，中科院上海天文台、国家天文台、国家授时中心和西安分院等单位的专家组成。

2008年5月19-20日，院大科学装置维修改造项目“BPL长波授时系统现代化技术改造项目”通过了中科院计划财务局和基础科学局组织的中期检查。该项目2006年2月批准立项，预期2008年完成。项目实施后，BPL台将实现每天24小时连续发播，并增加时码和时号改正数等数据发播，用户接收机将实现自动定时。专家组认为授时中心按照任务书的要求，已完成多项工作并已初步具备系统联调和试发播基本条件，项目进度基本按计划进行。

2008年5月20日，院大科学装置维修改造项目“临潼-蒲城微波时间传输系统改造项目”通过了中科院计划财务局会同基础局组织的项目评审验收。该项目2006年9月经院批准立项。新的微波系统时间传递比对精度优于±10ns，稳定度和可靠性大幅度提高，日稳定度达±几×10。同时，系统在双向传输比对标准时间信号的同时，还可以传2路数据信号，为两地数据交换、网络连接提供保障。同时可传话务和视频信号，为临潼--蒲城业务管理和科研工作的进一步开展提供必要技术支撑。

2008年11月14日，中科院重要方向项目“新一代低频时码授时系统研究”通过了由中科院基础局组织的项目验收（图4）。验收专家组由中科院、总装和中电集团等时频专家组成，童宝润研究员任组长。与研究并行开展的成果应用也捷足先登，提前实现建成我国第一个低频时码授时台并发播的愿望。该项目属中科院方向性项目，验收专家组认为：项目组提出的低频授时频率共用方法和技术，有效解决了同频或邻频干扰，并获得了可信的实测结果；项目组提出的低频时码授时信号的测量方法，已研发出系列满足这种测量方法需要的专用数字化测量仪器，可广泛用于与此类似的科技活动；该项研究发展了多态位编码方法，显著提高了有效信息量和接收效率；对D电离层和低频电波传播开展了研究，率先提出了精确测量D电离层的方法，取得了在特定频率上D电离层等效高度测定分辨率达到0.1km的精度。建立在这一研究基础之上，我国第一个低频时码授时发播台已于2006年7月12日经国家信息产业部批复立项，同年10月13日在河南商丘破土奠基，2007年5月18日通过24个小时考机，2008年元旦以来实现了每天21个小时的试验发播。由科研部门出技术方案、由企业出资和由地方出地联合建立国家授时基础设施，不仅开了国内先河，迄今全世界也仅此一例。

2009年1月1日，国家授时守时实验室的监控系统显示出7时59分59秒、7时59分60秒、8时00分00秒的特殊钟面（图5），这标志着中国与全球同步的“闰秒”调整时间顺利完成。