自主研发 攻关创新 建设中国北斗
目前，中国北斗已经成长为了世界四大卫星导航系统之一，北斗三号卫星的陆续升空标志着它正式进入全球组网新时代。
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星载原子钟被称为导航卫星的“心脏”，为卫星系统提供高稳定的时间频率基准信号。它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。
卫星导航需要提供两个关键信息：时间和空间，这样才能确定某一时刻对象的精确位置，这对卫星上的时间精度提出了很高的要求，此时就需要原子钟出马了。
普通的钟表通过机械的震动或摆动来计时，误差可能达到一天一秒。完全无法满足定位导航所需要的时间精度，这就需要依靠我身边的这台氢原子钟了，可是原子靠什么来计算时间呢？
帅涛 中科院上海天文台星载氢原子钟课题组组长
它是利用原子的跃迁频率非常稳定，这样一个特点进行计时。跃迁频率大概是1秒有14亿次，目前能够做到在太空上面能够做到300万年才能误差1秒。
此前，这项技术仅为少数西方国家所掌握。中科院上海天文台牵头，经过三代科研工作者的原理探索和工程化改造，终于研制出了中国首台星载氢原子钟，现在它正“跳动”在北斗三号卫星上。
帅涛 中科院上海天文台星载氢原子钟课题组组长
这一台是地面使用的主动型氢原子钟，它的重量有一百多公斤，能够实现一千万年才差一秒。但是，因为它太大、太重，不适合卫星使用。针对这个卫星的应用，我们开发了小型化的氢原子钟。目前重量是23公斤， 需要做很多特殊的设计，包括力学、热学以及辐射方面的特殊设计，才能满足星上长期在轨工作10年以上的寿命要求。
但光是天上的钟走得准还不够，必须把天上的钟和地上的钟精准同步起来，这也是卫星时间频率系统的关键。利用先进的卫星激光测距技术，配合星载激光时差测量仪，上海天文台实现了高精度星地时间同步。
沈志强 中科院上海天文台台长
这一块也是我们天文台长期的积累。因为早期在天文台成立之初，我们就接收到国家的任务，成功主导了中国时间的发布，到现在为止都是我们早期研制的一个成果延续。
氢钟精度高，但它工作环境的要求也很高，对温度和震动都非常敏感。为了保证它良好运行，卫星也做了特别的设计。
沈学民 北斗三号卫星副总设计师
我们做了很多电磁屏蔽，做了给它独立的一个房间。独立房间就是独立的温控，一定要在卫星的运行过程当中，保持在正负1度波动，它才能稳定工作。
未来，为了更好地服务北斗三号导航卫星，氢钟必须继续减重，这也是国外导航技术在重点突破的领域。
沈志强 中科院上海天文台台长
现在这个氢钟它的重量一直在尽可能要减到十几公斤，在接下来一两年，因为它的性能不能变，你的整体的稳定性不能变，但你的重量又把它减下来，所以我们科研人员正在做好多的科技攻关吧。
来源：CCTV4《中国新闻》
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