GPS 计时越来越脆弱：科学家开始探讨如何提供面向未来的时间

信息来源：
https://www.nature.com/articles/d41586-025-02921-z

随着数字经济和基础设施的快速发展，全球定位系统（GPS）的时间信号正在变得越来越脆弱。这一现状直接影响到关键行业的安全与稳定，包括航空、金融和运输等领域。在这种背景下，迫切需要探索更为可靠和弹性的时间传递方案，以保障社会运行的有效性和安全性。

传统GPS的局限性与风险

航空和公路运输是目前依赖日益脆弱的 GPS 计时的行业之一。图片来源：Kevin Carter/Getty

GPS自上世纪80年代以来已经成为全球时间和位置信息的主要来源，广泛应用于各种数字通信和基础设施中。然而，GPS系统的易受干扰性日益明显：自然灾害、恶劣天气以及人为的信号干扰，使得依赖这一系统的行业面临巨大的风险。例如，近年来发生的多起GPS信号故障事件，给航空和公路运输带来了显著影响，迫使我们思考如何在未来保障可靠的时间信号。

根据报告，仅英国一国，每天因GPS信号中断而造成的经济损失就接近19亿美元。然而，令人担忧的是，公众和相关企业对这些潜在风险的认知依然不足。可以说，当前的时间信号提供方式亟待重塑。

开发替代时间信号的紧迫性

资料来源：欧盟空间计划署（https://go.nature.com/42AQKJL）

为了应对日益脆弱的GPS信号带来的挑战，开发一套独立于GPS的可靠授时系统显得尤为重要。实际上，全球已经有多个国家和地区开始着手研发可以替代或补充GPS的本地授时解决方案。

美国国防部在冷战时期开发的GPS系统于2000年向公众开放，但这种基于卫星的系统与国家时间基准UTC之间的依赖性，如今显示出其脆弱性。新技术的发展，包括量子时钟和地面无线电广播系统，为构建安全、弹性的时间系统提供了新的可能性。

借助技术创新，除了增加授时系统的可靠性外，相关企业也应承担更多的责任。因此，促进企业对本地授时方案的投资与关注，一方面能够降低命中风险，另一方面也为业务提供更多发展机遇。

跨部门协作与法规创新

资料来源：伦敦经济研究（https://go.nature.com/4G5NDYM）

为了实现时间系统的有效转换，各行业之间的协作至关重要。关键基础设施如金融、能源、交通等部门往往孤立运行，未能充分考虑时间信号的安全性和稳定性。政府的介入和相应的监管政策将有助于推动不同行业之间的资源整合，提高系统的兼容性与安全性。

例如，制定新规允许基础设施间的信息互通，并为重点行业提供时间系统的共有标准，将是提升整体授时稳定性的有效措施。这些充满前景的方案不仅提升了重要基础设施的弹性，也促进了各行业之间的创新与生长。

激励投资与经济增长

金融市场需要精确、可信赖的时间才能准确记录交易。图片说明：Michael M. Santiago/Getty

增强的授时系统将为相关企业带来新的商业模式与机会。例如，伦敦金融城的成功案例证明，基于光纤的本地授时系统不仅经济高效，而且能在GPS失效时提供可靠的时间参考。此外，随着行业对精确时间需求的不断增加，新的投资机制将发挥出重要作用。

政府的政策支持包括投资激励和税收减免，能够有效鼓励私营部门对新时间系统的研究开发与应用。基于时间的新型公用事业，连同合理的激励措施，将形成一种良性循环，推动基础设施现代化和经济可持续增长。

总结

随着对时间的依赖日益加深，依赖单一的GPS系统已显得不够安全与可靠。全社会应共同努力，推动多样化的授时方案研发，减少对全球导航卫星系统的过度依赖。通过法规、技术创新和行业间的合作，未来的授时系统将不仅能保证经济运行的持续性与稳定性，还能为新兴市场和商业模式的发展提供强有力的支持。只有这样，我们才能在日益不确定的世界中，构建起更为安全、可靠的时间基础设施。