北斗原子钟: 用北京时间为世界定位

2017年01月09日10:25  来源:人民网-科技频道
 

人民网北京1月9日电(赵竹青 操春燕)在今天举行的2016年度国家科学技术奖励大会上,北斗二号卫星工程荣获科技进步特等奖,中国航天科工二院203所作为北斗二号卫星工程核心载荷星载原子钟的研制单位,研制的高精度原子钟已达到了世界一流水平,实现了关键技术自主可控打破国外垄断,成为本次国家科技进步奖特等奖获奖单位之一。

作为国内唯一一家同时研制氢、铷、铯三种原子钟的单位,二院203所已经为北斗二号卫星导航系统交付了13个批次26台星载铷钟,并且创造了所有批次零故障运行记录。随着一次次原子钟搭载发射的成功,标志着我国已经完全掌握了星载原子钟的研制技术,完全摆脱了国外导航技术的束缚,也标志着我国已经成为继美国、俄罗斯之后完全自主建立导航定位系统的国家。

原子钟是北斗卫星导航定位系统的心脏,其为卫星系统提供高稳定的时间频率基准信号,决定了导航系统的导航定位、测速及授时的精度,是一个国家能否具备独立发展导航系统能力的核心技术之一。

我国在北斗系统推进之前,原子钟技术基础非常薄弱,原子钟产品全靠进口。进口钟不仅价格昂贵,而且关键技术掌握在外国人手里,将使北斗系统存在巨大的潜在隐患。

从北斗导航系统工程研制开始,二院203所作为传统的原子钟研制单位就瞄准国际一流的高性能高可靠的星载铷原子钟。原子钟的工作原理涉及量子力学、电学、材料学和热学多个学科,各项指标要求相当苛刻。作为二代导航系统中研制难度最大的产品之一,原子钟向来受到型号老总们的“特殊关照”,被北斗导航卫星总师称之为“可歌可泣”的产品。

为了达到技术指标,二院203所铷钟研制团队可谓是卯足了劲,从立项之初,项目团队成员一起挑灯夜战,方案论证、技术攻关、试验验证,一路上困难重重,总体方案和电路方案一再调整和优化。他们展开头脑风暴,开拓创新,通过不断的技术创新和改进优化,实现了整机高信噪比信号的输出,实现了微波信号的低噪声、高稳定性,达到了铷钟轻量化、小型化指标要求,并使得产品的寿命大大提高,满足十几年的使用寿命要求……

一项项关键技术攻关,一个个技术创新,终于研发出了我国第一台符合要求的星载铷原子钟,拥有自主可控技术的星载铷钟在2007年上天服役,中国人终于有了自己的原子钟。

为了提高北斗导航定位精度,2015年,二院203所研制的国内首台星载被动氢原子钟顺利交付卫星总体并随卫星成功上天且在轨运行正常,是我国星载原子钟领域和导航领域的又一个里程碑。目前,二院203所正在开展星载铯原子钟的研制工作,期待将来为北斗导航系统作出更大贡献。

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(责编:郝孟佳、熊旭)

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