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北斗“心脏”:一只“300万年1秒误差”的钟

发布时间:2017-11-20

不少人谈及北斗、GPS等卫星导航系统,第一个疑问就是“天上的‘星星’是如何‘看到’我们的位置,又怎么能如此精准地‘指引’我们的方向?”

这就不得不提到被称作卫星“心脏”的原子钟,导航系统几乎都是依靠它来“掌握”时间的精度。北斗卫星导航系统总设计师杨长风说,时间精度就是卫星导航的“命门”,天地间时间越同步、误差越小,定位精度越高。

然而,在北斗导航卫星发展初期,我国并不具备研制生产星载原子钟的能力。杨长风说,过去,只有少数国家能够制造卫星导航系统使用的高精度原子钟,但对我国实行严格限制,甚至直接禁运,“这才倒逼我们研制能够上星的原子钟”。

直到北斗二号建设时,他国垄断才被彻底打破。如今,北斗三号建设大幕拉开,我们也迎来了最新一代原子钟——“铷原子钟”。

所谓“铷原子钟”,是以铷原子跃迁为物理基础建立的一套极度精密的电子设备,简称“铷钟”。其稳定度,直接关乎导航卫星的定位、测速和授时功能的精度,甚至可以说,直接决定着导航卫星的成败。

杨长风说,北斗三号所配备的铷钟,其稳定度达到E-14量级,“这相当于300万年只有1秒误差”。

这一技术进步,直接推动了我国全球导航系统定位精度,由之前“区域系统”的10米,跨越到后续“全球系统”米级分辨率,测速和授时精度同步提高一个量级。

中国空间技术研究院原子频标领域首席专家贺玉玲博士透露,当前,中国空间技术研究院西安分院正在研制甚高精度铷原子钟,争取未来将导航卫星的定位精度、授时精度再提高一个量级,届时,这种追求精度极致的探索,或将带动新兴产业和新兴社会应用的出现。

(来源:中国青年报 作者:邱晨辉  编辑:陈飚)

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