随着现代高精度原子钟的快速发展，时间测量的精度已经遥遥领先于其他物理量的测量精度，时间因而成为测量精度最高的基本单位。长度和时间的这种密切关系已被广泛应用于卫星定位系统，例如全球定位系统(GPS)以及我国的北斗系统。在卫星定位系统中，星载钟之间的时间同步精度决定了定位精度。为了提高定位精度，一方面要提高星载守时钟的稳定度和准确度，更重要的则是提高整个系统的时间同步精度。

　　超高精度时间频率同步的重要性不仅仅体现在导航领域，而且在基础科学、天文观测、国防安全、通信以及金融等领域，精密授时与同步均有着广泛而重要的应用。

　　在原子钟技术发展初始，人们最早采用搬运钟的方法进行时间同步，然而这种方法限制了同步距离，同时对原子钟稳定性有很高要求。随着卫星导航系统的发展，目前异地时钟的时间频率传输与同步主要是通过卫星链路来实现的。利用卫星双向时间频率传递(TWSTFT)，卫星共视(CV)等方法可以实现10－15/天量级的频率传输稳定度以及纳秒量级的时间同步精度。

　　在卫星导航领域，星载钟之间的时间同步精度很大程度上决定了最终的定位精度。卫星定位、导航的基本原理十分简单：假设位于地表或地表附近的用户看到四颗或更多导航卫星，并接收到了导航卫星所广播的信号。

在天文观测领域，采用甚长基线干涉测量技术(VLBI)时，可以通过距离达数千公里的观测站对同一射电源发出的信号进行接收，并根据时延差做相关处理，最终得到超高分辨率的干涉信号。观测精度最终取决于延时的测量精度，实时间同步精度。

传统的方案是，通过在各观测站放置独立运行的高精度原子钟(如氢钟)进行守时，时延误差随时间积累。若采用光纤链路进行时间同步，各观测站无需分别放置守时钟即可获得高精度同步的时频信号，并对时延实时进行补偿，保证误差不随时间积累，天稳定度可比采用独立氢钟守时提高3个数量级。

　　超高精度时间同步是其中一项十分关键的新技术，为保证组成阵列的数千面天线之间的相位相干，短期时间同步精度需要达到1ps量级，同时长期稳定度要达到10年内时间误差不超过10ns，并且天线阵列具有在中心处呈网状分布，在3个旋臂处呈链状分布的不同的拓扑结构。