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北斗“心脏”星载铷原子钟:计时精度达百亿分之三秒

发布时间:2019年08月20日 18:15     来源:中国新闻网

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  【解说】星载原子钟是卫星导航系统“心脏”,对系统定位和授时精度具有决定性作用。中国科学院武汉物理与数学研究所研究员梅刚华率队历经20余年攻关,研制出具有完整自主知识产权的星载铷原子钟,整体性能实现国际领先。

  【解说】8月18日,梅刚华接受记者采访时表示,最新一代星载铷原子钟的计时精度达到百亿分之三秒,可以满足分米级导航定位需求。

  【同期】中国科学院武汉物理与数学研究所研究员 梅刚华:光走一米的时间是十亿分之三秒,光走0.1米的时间,也就是一分米的时间,是百亿分之三秒,咱们现在最新一代的星载铷原子钟,达到的精度是,就是每天的计时误差,是百亿分之三秒。

  【解说】可用作星载原子钟的有氢原子钟、铯原子钟和铷原子钟。三者相比,铷原子钟体积小、重量轻、功耗低、可靠性高和寿命长,制造和使用成本也最低,因此为各国导航系统普遍采用。

  【解说】梅刚华回忆,1997年承担首个星载原子钟预研项目时,他和同事对铷原子钟的寿命、可靠性和卫星环境适应性等完全没有设计概念,只能反复设计、试验、改进,寻找最佳答案。

  【同期】中国科学院武汉物理与数学研究所研究员 梅刚华:第一个你这体积要小,功耗要低,因为星上没有那么多的资源,另外一个还有可靠性要高,因为星上的产品它不可维修,对不对,你要不坏,再一个就是你要满足非??量痰幕肪?,你比如说上天过程中,那个冲击是非常大的,再一个到了天上以后,天上有那个辐射,它有些器件可能就失效,所以就是说,大大的增加了,星载原子钟的研制难度。

  【解说】在武汉物数所展示室,10余种原子钟样机依次排列,述说着升级迭代历程。记者看到,早期的氢原子钟有1人多高,最新一代的星载铷钟则只有鞋盒大小。梅刚华介绍,原子钟的发展趋势是体积越来越小,性能越来越好。

  【解说】梅刚华表示,截至目前,共有45台该所研制的星载铷钟随北斗卫星上天,另有6台用在其他卫星上。

  【同期】中国科学院武汉物理与数学研究所研究员 梅刚华:你像我们的原子钟极少,也有个别的,天上出问题的,但是没有收到失效的信息,这就说明它的运行情况是很不错的。

  【解说】梅刚华透露,现有的星载铷钟完全可以满足北斗三号卫星系统定位精度应用需求。他和团队还在研制下一代星载原子钟——汞离子钟,已制作出原理样机。

责任编辑:【吉翔】

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