(北斗网讯 记者孙宝忱)第三届中国卫星导航学术年会召开前夕,北斗网记者邀请到原子钟技术与时频系统分会主席、中科院武汉物理与数学研究所研究员梅刚华做客北斗会客厅,接受北斗网独家专访。
记者:梅教授,感谢您接受北斗网的独家访问。我们知道,您是第三届中国卫星导航学术年会原子钟技术与时频系统分会的分会主席,首先请您介绍一下到目前为止分会论文的征集情况。与前两届相比,本届论文有哪些变化?
梅刚华:我认为本届分会论文征集情况比前两届好。今年的论文征集工作有三个特点:第一个特点是论文数量较多,参加的单位比较多,几乎在国内从事原子钟和时频技术研究的所有单位都参加了,覆盖面比较广;第二个特点是论文的水平比较高,创新性比较强,分析问题有深度,解决的问题有难度;第三个特点,我很高兴地看到今年论文作者中年轻人所占的比例较大,并且很多论文最后都由专家推荐到SCI和EI收录的期刊发表,这说明我国原子种和时频技术研究兴旺发达,后继有人。
记者:同上届相比,分会议题进行了微调,从“原子钟技术与时间系统”改为“原子钟技术与时频系统”,为什么要进行这一调整?
梅刚华:改变是将时间系统改为时频系统。大家知道时间和频率的关系密不可分,频率信号很容易转化为时间信号。从系统建设和系统应用的角度,我们对时间信号的处理在很多情况下都可以转化为对频率信号的处理,所以“时频系统”的表述更具有普遍性,也更符合国际规范。
记者:从原子钟技术与时频系统领域来看,北斗系统的建设给该领域带来了什么样的改变?您所任职的中科院武汉物理与数学研究所做了哪些相关研究?
梅刚华:卫星导航是通过时间的精确测量来实现导航定位功能的,对原子钟和时频技术的需求非常大。我举个原子钟的例子,卫星系统需要各种各样的原子钟,需求面非常广。另外就是对精度和可靠性的要求非常高。比如说导航系统既需要准确度高的基准原子钟,还需要稳定度非常高的守时原子钟,同时还需要可靠性高、小型化、低功耗的星载原子钟,所以说需求是非常广的。卫星导航对原子钟和时频技术来讲有巨大的牵引、驱动作用。
从国内目前原子钟和时频技术的发展情况来看,现在是原子钟和时频技术发展最好的时期。由于有了北斗系统建设的需求,现在研究单位越来越多,技术进步也很快,整个领域和国外的差距越来越小,这种情况都是由北斗建设的需求牵引带来的。
说到我所在的中科院武汉物理与数学研究所,主要工作是对原子钟的研究。我们研究所历史比较长,有50多年历史,还以我们所作为依托单位建立了中国科学院原子频标重点实验室。我们的具体工作一是星载铷原子钟的研制,另外还在做一些新型的原子钟的研究,作为将来的技术储备。
记者:目前国内在原子钟技术与时频系统领域内取得了哪些最新进展?
梅刚华:由于北斗系统建设需求的牵引,我个人觉得进展是比较全面的。首先是星载原子钟实现了技术突破,在原子钟的精度、寿命、可靠性、星载环境适应性等关键技术方面取得了实质性突破。我们研制出了工程样机,满足了系统建设的应用需求。同时,我们还在开展其他的原子钟研究。比如氢原子钟,现在已经实现了电性能验证,目前正在展开工程化方面的工作。还有一些新型原子钟的研究也在进行之中。另外从时频技术来讲,时间信号的测量、传递、修正、都取得了一定进展,带来的变化也是比较大的。
记者:有人说星载原子钟是导航卫星的心脏,这种说法有道理吗?我国星载原子钟的研制和国外相比处于怎样的水平?
梅刚华:大家知道卫星导航是通过时间的精确测量来实现导航定位功能的,说原子钟是导航系统的心脏有一定的合理性。说到星载原子钟大家就显得更为关注,主要原因是对星载原子钟不仅有精度的要求,还有非常高的可靠性和寿命的要求,所以人们对星载原子钟更加关注也是合理的。
这里要解释一下原子钟技术的发展和卫星导航定位精度之间的关系:从地面上来说,如果要实现1米的定位精度,大致上相当于星载原子钟的精度要达到3X10 这样的水平。
但是原子钟对导航系统精度的影响只是必要条件,真正精度的实现还取决于其他的因素,所有的因素都必须考虑清楚,最后精度才能上去。因此,我们在强调原子钟的重要性的同时,实际上其他的技术也很关键。因为北斗系统是一个非常复杂的系统工程,很多技术都非常关键,都不可或缺。
现在回答第二个问题。我国的星载原子钟经过十多年的努力,在精度、可靠性、寿命、卫星环境适应性方面都取得了突破,现在的指标是可以满足现阶段北斗系统的应用需求的。但是与国外最好的铷钟相比还有一定的差距,这是下一步努力的方向。
记者:据您所知,我们已将举办了两届卫星导航学术年会了,从您的角度来看,中国卫星导航学术年会在国内外的影响力如何?
梅刚华:中国卫星导航学术年会已经举办了两届,今年是第三届。时间毕竟不是太长,国际影响力与国外的同类会议相比还有些不足。但是从我们的分会来看,越来越受到国内外专家的关注,年会的国内外影响力在快速增长。随着北斗系统工程建设的顺利推进,在我们的共同努力下,我相信会议的吸引力和影响力会越来越大。
记者:具体到原子钟技术与时频系统分会,业界人士更关注哪些议题?
梅刚华:S4分会的主要议题有三个:原子钟技术、时频系统设计原理和技术、时频测量与传递。我想这三个方面议题大家都会比较关注。我们期待通过围绕这些问题的深入交流,促进国内各单位之间以及国内外的合作,加强理论和技术创新,对提高我国原子钟和时频领域研究的学术和技术水平、满足北斗系统建设需求产生积极作用。
记者:您一直致力于卫星导航技术方面的研究,能否谈一谈您目前感兴趣的领域或课题?
梅刚华:我多年来一直从事星载铷原子钟的研究。现在比较关注的问题一方面是如何进一步提高星载铷原子频标的技术水平,使其能够达到世界最好的水平,另外一方面是如何发展下一代精度更高的星载原子钟技术。
记者:原子钟技术与时频系统分会的报告是如何选定的?今年将就哪些学术热点展开交流?
梅刚华:分会报告分为三类,分别为邀请报告、口头报告和展示报告。邀请报告主要是请国内知名专家就本领域的发展趋势和主要进展发表自己的观点。凡是我们录用的推荐到SCI和EI收录期刊发表的论文均安排口头报告。所有推荐到电子文集发表的论文均安排展示报告。论文的录用与否以及论文以什么形式发表,完全尊重评审专家的意见。每篇论文均安排两位评审专家来进行评审。
本分会的热点有两方面。北斗现在已经宣布对外提供服务,原子钟和时频系统对系统的精度影响是很大的,大家肯定会关心我们国家的原子钟做得怎么样。这方面具体的关注焦点一是星载原子钟技术,另一方面是星载原子钟在轨测试情况。另外还有一些新概念的时频技术,比如量子时间同步、激光时差测量以及通过星间链路实现高精度定位和授时等几个方面。
记者:再次感谢您接受北斗网的独家专访,预祝本届年会原子钟技术与时频系统分会取得成功!

(摄影 王彦玢)