GNSS最為重要的作用是提供高精度的時(shí)間服務(wù)，這是GNSS系統(tǒng)星座的核心技術(shù)，也是GNSS應(yīng)用服務(wù)的核心技術(shù)，或者說(shuō)是“真命天子”。衛(wèi)星導(dǎo)航玩兒的就是精度，這句話的依據(jù)，就是提供高精度的原子鐘時(shí)間技術(shù)。至今，在所有的可計(jì)量單位中，時(shí)間具有至高無(wú)上的精度，沒(méi)有其它物理量可以超過(guò)它。原子鐘是導(dǎo)航衛(wèi)星的心臟，GNSS信號(hào)頻率的產(chǎn)生是源于原子鐘，GNSS高精度的距離測(cè)量是依托源于原子鐘的高精度時(shí)間測(cè)量加以實(shí)現(xiàn)的。而GNSS應(yīng)用服務(wù)中，用四個(gè)衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)三維（3D）定位，其中有一個(gè)衛(wèi)星提供的高精度時(shí)間參量，是用來(lái)代替GNSS用戶接收機(jī)自身帶有的低精度石英鐘時(shí)鐘。GNSS衛(wèi)星信號(hào)帶有的高精度時(shí)間參量用于廣播式無(wú)源測(cè)距，能夠保障用戶無(wú)限量。

隨著衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用服務(wù)的廣泛深入，其高精度的時(shí)間應(yīng)用作用更加顯示出強(qiáng)大的生命力，幾乎所有的關(guān)鍵性重大基礎(chǔ)設(shè)施，都需要高精度時(shí)統(tǒng)，最為廉價(jià)易用的時(shí)間源，就是衛(wèi)星導(dǎo)航，最大的用戶之一是通信，特別是移動(dòng)通信。高精度時(shí)間成為信號(hào)頻率發(fā)生器的源，也是所有服務(wù)器和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的時(shí)鐘源。不僅僅是通信系統(tǒng)，還有電力網(wǎng)系統(tǒng)、金融證券交易系統(tǒng)、交通管理調(diào)度系統(tǒng)，以及多種多樣的有無(wú)線系統(tǒng)的融合定位，均需要高精度的時(shí)間加以支撐。在多種多樣技術(shù)系統(tǒng)融合的時(shí)代，更加需要精確的定時(shí)和時(shí)間同步，更加顯示出衛(wèi)星導(dǎo)航的不可或缺和不可替代性。從當(dāng)初衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)開(kāi)始時(shí)的每三十萬(wàn)年累計(jì)誤差為一秒，到現(xiàn)在最高的原子鐘精度已經(jīng)可以達(dá)到三億年累計(jì)誤差為一秒。但是，人們往往還沒(méi)有真正完全認(rèn)識(shí)到這樣的高度，而且還埋怨沒(méi)有好好利用時(shí)間信號(hào)參量。

最近，總部位于西班牙格拉納達(dá)的“七個(gè)解決方案”SociedadLimitada公司，是美國(guó)交通部選中的演示GPS可替代備份技術(shù)的11家公司之一。“七個(gè)解決方案”公司為美國(guó)運(yùn)輸部（DOT）演示了提供的精密授時(shí)（時(shí)間保持）解決方案。提供的演示解決方案測(cè)試將于今年3月份進(jìn)行。該公司提供的時(shí)間即服務(wù)（TaaS），包括遠(yuǎn)程定時(shí)監(jiān)視，與GPS干擾保護(hù)，以及用于數(shù)據(jù)中心內(nèi)部和數(shù)據(jù)中心之間的時(shí)間同步解決方案，精度高達(dá)亞納秒。

其稱之為“白兔”（White Rabbit）的核心技術(shù)，可在本地和廣域部署中使用。在GPS被拒阻的情況下，它可以為光纖提供非常穩(wěn)定的時(shí)間參考，作為備用替代源或互補(bǔ)方式供需要精確時(shí)間和定時(shí)分配用的其他PNT解決方案。

關(guān)鍵的工業(yè)、金融、軍事和政府部門(mén)的應(yīng)用中，越來(lái)越需要高精度的時(shí)間和同步來(lái)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、可靠和可追溯的信號(hào)。應(yīng)用的關(guān)鍵領(lǐng)域包括銀行和金融，以及電信網(wǎng)絡(luò)和電力網(wǎng)?？缃硬煌?jié)點(diǎn)的準(zhǔn)確時(shí)鐘可實(shí)現(xiàn)許多關(guān)鍵功能，如一致性，事件排序，以及利用精確定時(shí)確定因果關(guān)系和實(shí)現(xiàn)資源調(diào)度。

《GNSS內(nèi)參》（InsideGNSS）雜志先前介紹過(guò)的故事，在技術(shù)上相當(dāng)詳細(xì)地探討了“白兔”的功能和性能結(jié)果。其中描述了馬德里證券交易所的時(shí)間服務(wù)，該服務(wù)所使用“白兔”網(wǎng)絡(luò)協(xié)議通過(guò)光纖進(jìn)行分發(fā)。數(shù)據(jù)中心的可擴(kuò)展、可追溯時(shí)間可解釋為“白兔”與GNSS的集成。在金融和電子商務(wù)中，時(shí)鐘同步對(duì)于確定交易順序至關(guān)重要：交易平臺(tái)需要按照出價(jià)和報(bào)價(jià)的放置順序進(jìn)行匹配，即使它們是從不同的網(wǎng)關(guān)進(jìn)入交易平臺(tái)的。在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中，精確的時(shí)鐘同步允許數(shù)據(jù)庫(kù)強(qiáng)制執(zhí)行外部一致性，并提高數(shù)據(jù)庫(kù)的吞吐量和控制執(zhí)行時(shí)間。

網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議（NTP）是通過(guò)Internet流行的時(shí)鐘同步協(xié)議，其價(jià)格便宜且易于部署，但其時(shí)間精度通常在毫秒范圍內(nèi)。精確定時(shí)協(xié)議（PTP）在本地完全“啟用PTP”的網(wǎng)絡(luò)中提供的精度約100納秒。如果網(wǎng)絡(luò)硬件未完全啟用PTP，則同步精度可能會(huì)降低1,000倍。NTP和PTP在高網(wǎng)絡(luò)負(fù)載下均表現(xiàn)不佳。

“白兔”是一個(gè)合作項(xiàng)目，旨在開(kāi)發(fā)一種新的基于以太網(wǎng)的技術(shù)，以確保亞納秒級(jí)同步和確定性數(shù)據(jù)傳輸。該項(xiàng)目使用開(kāi)源范例開(kāi)發(fā)其硬件、網(wǎng)關(guān)軟件和軟件組件。核心硬件設(shè)計(jì)和源代碼是公開(kāi)可用的。為了實(shí)現(xiàn)亞納秒同步，“白兔”使用同步以太網(wǎng)（SyncE）進(jìn)行同步（頻率傳輸），并使用IEEE 1588精確時(shí)間協(xié)議（PTP）確定通信時(shí)間。PTP同步消息的雙向交換可以精確調(diào)整時(shí)鐘相位和偏移。鏈接延遲是通過(guò)精確的硬件時(shí)間戳和延遲不對(duì)稱性的計(jì)算，從而精確地獲悉。“白兔”以向后兼容的方式擴(kuò)展了PTP，以實(shí)現(xiàn)亞納秒精度。“白兔”最初的構(gòu)想是通過(guò)長(zhǎng)達(dá)10 km的光纖或銅纜連接實(shí)現(xiàn)1000多個(gè)節(jié)點(diǎn)的同步，現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了更長(zhǎng)距離的覆蓋。

當(dāng)前，七個(gè)解決方案公司提供了工業(yè)級(jí)解決方案，以滿足下一代金融市場(chǎng)對(duì)時(shí)間同步的要求。 2018年，德國(guó)股票交易市場(chǎng)的德意志交易所（DeutscheBörse）部署并測(cè)試了“白兔”，以監(jiān)控其交易網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控基礎(chǔ)架構(gòu)中的精確時(shí)間。德意志交易所使用七個(gè)解決方案公司的產(chǎn)品，在整個(gè)數(shù)據(jù)中心內(nèi)精確地同步其數(shù)據(jù)，包捕獲和時(shí)間戳設(shè)備。這種時(shí)間傳遞解決方案可以準(zhǔn)確地測(cè)量從定單和報(bào)價(jià)輸入到傳遞到數(shù)據(jù)中心分布式站點(diǎn)的市場(chǎng)數(shù)據(jù)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間。七個(gè)解決方案演示結(jié)果表明：時(shí)間分布的精度在納秒級(jí)范圍內(nèi)，可以滿足金融領(lǐng)域最苛刻的客戶要求。德意志交易所（DeutscheBörse）率先在數(shù)據(jù)中心上使用超精確的時(shí)間分配，以連續(xù)測(cè)量網(wǎng)絡(luò)上的延遲并增強(qiáng)監(jiān)視和分析工具?；?ldquo;白兔”概念的時(shí)間傳遞解決方案提供了一種多協(xié)議和多供應(yīng)商的解決方案，其中不同的設(shè)備可以受益于超精確的時(shí)間分配互操作性。在物理上獨(dú)立的數(shù)據(jù)中心模塊之間分配時(shí)間（所有這些模塊之間都相距很遠(yuǎn)），這是一個(gè)難題。七個(gè)解決方案公司被證明是可靠的業(yè)務(wù)合作伙伴，并提供了能以亞納秒精度對(duì)數(shù)據(jù)包捕獲和時(shí)間戳設(shè)備的時(shí)鐘進(jìn)行調(diào)節(jié)的技術(shù)，使得網(wǎng)絡(luò)有了前所未有的可用性。