首先祝大家新年快乐！2019新年伊始，美国“新视野”号探测器探索飞越太阳系边缘柯伊伯带小天体“天涯海角”，并传回科学数据无疑是科学界的大事件。作为一名工程师，还有一件事非常吸引我——将航天器发送到65亿公里之外，到达一个直径只有20公里的物体并具有精确定位点背后的技术挑战。

所有导航都归结为三个元素: 位置，速度和时间，因此，我并不意外发现同步是应对挑战的关键要素。航天器的整个操作同步于世界时（UT），这样地面控制中心可进行精确调度。而地面命令需要六个小时才能到达航天器，提前调度非常重要，此外，科学观测需将仪器指向观测目标，通信天线不能同时指向地球。所有观测都必须提前编程安排。

“天涯海角”调度系统的核心是两个冗余超稳定的恒温振荡器，在10秒内精确到10¹³次方分之一。这比大多数的商用振荡器要精确约100倍。振荡器锁定在世界时±4秒以内。对于处理亚微秒级同步的工作人员来说，这个数值听起来可能并不是很精确。不过需要注意的是，航天器发射升空于13年前，目前往返通信的时间超过12小时，航天器的行驶速度为14公里/秒。因此，通信延迟每秒变化几微秒且高度不对称，这对于对称时间传递机制如PTP或NTP而言，实现同步挑战重重。在航天器当中，仪器全部同步到10毫秒内，以便不同仪器之间进行结果关联。

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Tim Frost - 战略技术经理