卫星上的原子钟

人们平日使用的钟表即使校准过后仍然会随着时间变化逐渐变得不准确，所有的钟表都会出现这样的情况，只会分出现误差得快还是慢，比较好的钟表能够做到一年才有1分钟的误差，这作为日常使用的计时工具来讲已经是非常精准了，但用于航天航空、电子通讯等行业还远远不够。这时，原子钟的重要性凸显了出来，氢、铯、铷等是比较常用在原子钟制造的原子，原子在吸收或释放能量时会产生电磁波，作为利用原子产生的电磁波计时的另类时钟，这种电磁波的产生十分稳定，只需要用钟内精密的仪器接收、控制和计算，就能得到精准的时间，它的精度可以达到每2000万年才误差1秒，说它是目前最精准的时钟也不为过，这为有高精度时间需求的天文、航海、宇宙航行等提供了强有力的保障，也注定了原子钟能够被广泛应用在导航系统和时间同步上。

全球导航系统需要为使用者提供准确的位置信息，而定位的精确度主要就取决于卫星上的原子钟精度，以及各卫星、地面站和卫星间的原子钟时间同步，所以卫星上需要装备原子钟来解决时间误差导致的位置偏移问题，再辅以其他高精度的接受和授时设备来控制信号的传输，从而达到定位导航的目的。而NTP协议更依赖于原子钟作为核心的时间来源提供高精度的时间来校对计算机或其他电子设备，NTP客户端会发出时间请求，与时间服务器交换时间，这个交换就是为原子钟的时间结果，客户端能计算出时间的延迟及它的弥补值，并调整与服务器时间同步，然后就只需要把这个时间按服务器的等级传播传递给各个设备的服务器就完成了基本的时间同步。

在导航与时间同步领域的应用只是原子钟在生活中展示魅力的一角，无人能想到，原本为探究宏观宇宙的原子钟，居然拥有相当广泛的用处。也许在不久将来，还有更多意想不到的领域能够出现它活跃的身影。