中國(guó)氫銣原子鐘居國(guó)際先進(jìn)水平 應(yīng)用北斗導(dǎo)航更精準(zhǔn)

       日前，我國(guó)采取一箭雙星方式，成功發(fā)射了北斗三號(hào)第三、四顆組網(wǎng)衛(wèi)星，這兩顆衛(wèi)星上均裝載了中國(guó)航天科工二院203所研制的一臺(tái)高精度銣原子鐘和一臺(tái)星載氫原子鐘，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
       原子鐘是利用原子躍遷頻率穩(wěn)定的特性來獲取精準(zhǔn)時(shí)間頻率信號(hào)的設(shè)備，其研發(fā)涉及量子物理學(xué)、電學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等眾多學(xué)科，目前國(guó)際上僅中、美、俄等少數(shù)國(guó)家具有獨(dú)立研制能力。星載原子鐘主要應(yīng)用于導(dǎo)航系統(tǒng)，分為氫原子鐘、銣原子鐘和銫原子鐘3種。美國(guó)的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)、歐洲的伽利略導(dǎo)航系統(tǒng)及俄羅斯的格洛納斯導(dǎo)航系統(tǒng)，均采用了銣原子鐘搭配銫原子鐘，或者銣原子鐘搭配氫原子鐘的方案，充分發(fā)揮了銣原子鐘體積小、重量輕及銫原子鐘、氫原子鐘長(zhǎng)期性能優(yōu)異的特點(diǎn)。
       作為導(dǎo)航衛(wèi)星的“心臟”之一，高性能的星載原子鐘對(duì)導(dǎo)航精度起到?jīng)Q定性作用。相比北斗一期、二期工程中單純采用銣原子鐘，本次發(fā)射的北斗三號(hào)導(dǎo)航衛(wèi)星上裝載有新一代高精度銣原子鐘，比前代產(chǎn)品體積更小、重量更輕，技術(shù)性能大幅提升。
       更值得一提的是裝載的星載氫原子鐘，這是其在北斗二代二期試驗(yàn)衛(wèi)星得到驗(yàn)證后，首次應(yīng)用于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)組網(wǎng)衛(wèi)星。相比銣原子鐘，氫原子鐘在重要技術(shù)指標(biāo)，如頻率穩(wěn)定度、頻率準(zhǔn)確度及日漂移率等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。星載氫原子鐘的應(yīng)用可使北斗導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更高的定位精度、全球覆蓋及較長(zhǎng)的自主導(dǎo)航能力，顯著降低北斗導(dǎo)航系統(tǒng)全球應(yīng)用時(shí)的校時(shí)壓力。
       星載氫原子鐘包括物理和電路兩部分，構(gòu)成較為復(fù)雜。衛(wèi)星發(fā)射及在軌運(yùn)行時(shí)需要面對(duì)的振動(dòng)、溫度、輻照等苛刻環(huán)境要求，進(jìn)一步增加其研制難度。經(jīng)過技術(shù)攻關(guān)，我國(guó)相繼解決了高性能長(zhǎng)壽命吸氣劑復(fù)合真空泵技術(shù)、微波腔和磁屏蔽的小型化及抗振性等一系列技術(shù)問題；溫控系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化，電磁兼容性的改善，使星載氫原子鐘長(zhǎng)期頻率穩(wěn)定度大幅提高，增強(qiáng)了整機(jī)的環(huán)境適應(yīng)性。最終攻克了包括指標(biāo)優(yōu)化，整機(jī)小型化、輕量化技術(shù)研究，可靠性與長(zhǎng)壽命技術(shù)研究等關(guān)鍵技術(shù)難題。目前，我國(guó)的星載氫原子鐘在技術(shù)性能及可靠性上均達(dá)到國(guó)際同類產(chǎn)品水平，為北斗三號(hào)組網(wǎng)衛(wèi)星的高性能、長(zhǎng)壽命要求提供了有力保障。
       “作為無線電時(shí)間頻率計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域的尖端技術(shù)，我國(guó)正在進(jìn)入星載原子鐘研制的‘無人區(qū)’?！焙教炜乒ざ?03所黨委書記韓志平表示，未來中國(guó)的星載原子鐘將會(huì)有更多原創(chuàng)性突破，助力我國(guó)航天事業(yè)發(fā)展。

       （來源：人民日?qǐng)?bào)）

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