公开了一种定时校准系统，包括主端和从端，其中，所述主端关联发送时钟信号和定时信号，所述从端关联接收所述时钟信号和所述定时信号，并将所述定时信号的一部分发送回所述主端，所述主端接收返回的定时信号，并且使用所述定时信号的发送时刻、所述定时信号的接收时刻以及所述定时信号的返回时刻校准所述从端的时钟。上述系统可以是基于TDC芯片实现的二级系统，与现有技术的一级系统相连。进一步地，该系统可以基于时钟鉴相器和迈克尔逊干涉仪，提供第三和第四级的定时校准，最终实现阿秒精度的系统定时。