北斗心臟精度每三百萬年差1秒 為什么時(shí)間精度如此重要

北斗正式開通讓世界矚目，中國(guó)終于有了自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。然而在北斗成功的背后，傾注了中國(guó)北斗人用26年的時(shí)間，動(dòng)員了400多個(gè)單位和30多萬名科技人員參與研發(fā)。北斗心臟精度每三百萬年差1秒，成為了中國(guó)科技騰飛的最好證明。

北斗心臟精度每三百萬年差1秒

北斗心臟精度每三百萬年差1秒，指的是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)關(guān)于計(jì)時(shí)的精準(zhǔn)度。導(dǎo)航系統(tǒng)的本質(zhì)是一個(gè)時(shí)間測(cè)量系統(tǒng)，若衛(wèi)星存在十億分之一秒（1納秒）的時(shí)間誤差，則會(huì)產(chǎn)生0.3米的測(cè)距誤差。只有通過在衛(wèi)星上配置高精度原子鐘，才能實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星直接播發(fā)出高精度導(dǎo)航定位信號(hào)。

在北斗衛(wèi)星眾多必要的零部件中，銣原子鐘可以說是北斗衛(wèi)星的“心臟”，其決定著定位、測(cè)速和授時(shí)功能的精度。

據(jù)航天集團(tuán)專家介紹，當(dāng)年進(jìn)口一臺(tái)銣鐘要18個(gè)月才能交付，當(dāng)時(shí)我國(guó)的科研團(tuán)隊(duì)把研究所當(dāng)家，沒日沒夜干了 8 個(gè)月，最后成功交付星載銣鐘，北斗二號(hào)首發(fā)星得以如期升空。此后，國(guó)產(chǎn)化銣鐘逐漸全面取代進(jìn)口銣鐘，精度達(dá)每三百萬年差一秒。

作為新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)之一，中科院上海天文臺(tái)研制的被動(dòng)型星載氫原子鐘，約合數(shù)百萬年甚至1千萬年才有1秒誤差，日前獲得2019年上海市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

目前，國(guó)外僅歐洲伽利略衛(wèi)星配置了星載氫鐘，與我國(guó)星載氫鐘相比，兩者地面測(cè)試性能相當(dāng)，但從在軌綜合表現(xiàn)來看，我國(guó)星載氫鐘實(shí)現(xiàn)的用戶測(cè)距誤差更小。“氫鐘為我國(guó)北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)與GPS、伽利略等衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)同臺(tái)競(jìng)技提供了有力的技術(shù)支撐?！蔽覈?guó)航天工程領(lǐng)域一位院士評(píng)價(jià)。