隨著現代高精度原子鐘的快速發展，時間測量的精度已經遙遙領先于其他物理量的測量精度，時間因而成為測量精度最高的基本單位。長度和時間的這種密切關系已被廣泛應用于衛星定位系統，例如全球定位系統(GPS)以及我國的北斗系統。在衛星定位系統中，星載鐘之間的時間同步精度決定了定位精度。為了提高定位精度，一方面要提高星載守時鐘的穩定度和準確度，更重要的則是提高整個系統的時間同步精度。

　　超高精度時間頻率同步的重要性不僅僅體現在導航領域，而且在基礎科學、天文觀測、國防安全、通信以及金融等領域，精密授時與同步均有著廣泛而重要的應用。

　　在原子鐘技術發展初始，人們最早采用搬運鐘的方法進行時間同步，然而這種方法限制了同步距離，同時對原子鐘穩定性有很高要求。隨著衛星導航系統的發展，目前異地時鐘的時間頻率傳輸與同步主要是通過衛星鏈路來實現的。利用衛星雙向時間頻率傳遞(TWSTFT)，衛星共視(CV)等方法可以實現10－15/天量級的頻率傳輸穩定度以及納秒量級的時間同步精度。

　　在衛星導航領域，星載鐘之間的時間同步精度很大程度上決定了最終的定位精度。衛星定位、導航的基本原理十分簡單：假設位于地表或地表附近的用戶看到四顆或更多導航衛星，并接收到了導航衛星所廣播的信號。

在天文觀測領域，采用甚長基線干涉測量技術(VLBI)時，可以通過距離達數千公里的觀測站對同一射電源發出的信號進行接收，并根據時延差做相關處理，最終得到超高分辨率的干涉信號。觀測精度最終取決于延時的測量精度，實時間同步精度。

傳統的方案是，通過在各觀測站放置獨立運行的高精度原子鐘(如氫鐘)進行守時，時延誤差隨時間積累。若采用光纖鏈路進行時間同步，各觀測站無需分別放置守時鐘即可獲得高精度同步的時頻信號，并對時延實時進行補償，保證誤差不隨時間積累，天穩定度可比采用獨立氫鐘守時提高3個數量級。

　　超高精度時間同步是其中一項十分關鍵的新技術，為保證組成陣列的數千面天線之間的相位相干，短期時間同步精度需要達到1ps量級，同時長期穩定度要達到10年內時間誤差不超過10ns，并且天線陣列具有在中心處呈網狀分布，在3個旋臂處呈鏈狀分布的不同的拓撲結構。