我國高精度銣原子鐘在北鬥三號應用

2020-11-26 中國青年網

  中國青年網北京11月8日電 (記者 李正穹 通訊員 麼曉坤) 日前北鬥導航衛星發射成功,北鬥三號全球定位系統的建設已在全面啟動,衛星進入密集發射組網階段,系統將在2020年左右向全球提供服務。中國航天科工集團二院203所作為衛星核心設備供應單位,此次為北鬥三號衛星提供了高精度銣鍾,定位精度將進一步提升。

  

  圖為原子鐘測試場景。中國航天科工集團二院203所供圖

  眾所周知,北鬥衛星的上行和下行信號中,時間信息是最重要的控制信息和定位依據。用戶定位信息準確的前提是各衛星本地時間的高度統一,而維持衛星時間準確性的守時設備就是原子鐘,可謂沒有原子鐘就沒有全球導航。203所為北鬥衛星提供高精度的星載氫原子鐘、星載銣原子鐘,同時也為地面守時站提供藍寶石主動氫脈澤,這些產品依靠國家重大專項的支撐,目前綜合水平及關鍵指標已達到國際先進水平,直接有效地支撐了我國北鬥全球導航系統的建設,並在2017年獲得國家科技進步特等獎。

  近日來,借著十九大的春風,國人更多的了解了我國在各領域取得的重大成就,讓全體人民無比自豪。然而,目前人們提起導航,「GPS」仍然會脫口而出,「GPS」已成為導航的代名詞,這是對北鬥人、航天人、中國科技工作者的鞭策。令人振奮的是,十幾年來,中國人完全自主的「GPS」逐漸建立起來,它就是北鬥全球導航。

  對此,203所原子鐘團隊感到自豪與壓力並存:星載的原子鐘一旦發射上天,便一錘定音,原子鐘一旦性能不佳或失效,這顆衛星便會性能退化或跟隨失效!之所以原子鐘被稱為導航衛星的心臟,是一個國家能否具備獨立發展導航系統能力的核心標誌之一,原因即在於此。在當前全球四大衛星導航系統中,原子鐘的技術水平及可靠性的跌宕起伏,直接導演了這四大系統的興衰成敗。前不久伽利略導航及印度導航衛星的原子鐘失效風波直接導致系統性隱憂就是一個很鮮明的例子。

  我國的北鬥全球導航系統同時應用了星載氫原子鐘和星載銣原子鐘,這兩種原子鐘優缺點互補,為北鬥系統提供了良好的守時基礎。203所依靠雄厚的原子鐘技術實力,已累計為系統總體提供了40臺以上的星載原子鐘,產品歷經了系統設計、驗證、試驗、組網的所有階段,幾乎每顆北鬥導航衛星都安裝了203所的原子鐘,這些產品保持了突出的產品可靠性和優良的產品性能,為星座的建設作出了突出的貢獻。

  同時,203所目前還在為北鬥系統的地面守時站趕製藍寶石主動氫脈澤,這種原子鐘擁有國內最高的性能指標,可在地面環境進行高精度守時,為北鬥衛星的時間矯正和信號注入提供重要支撐。

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