北斗“心脏”之星载铷原子钟研制:从空白到领跑

  • 日期:08-25
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(新中国70年)北斗“心”星携带原子钟发展:从空白到领先

中国新闻社,武汉,8月18日刊:北斗“心”明星携带原子钟发展:从空白到领先

作者马芙蓉杨婷婷

机载原子钟是卫星导航系统的“核心”,在系统定位和定时精度方面起着决定性作用。中国科学院武汉物理与数学研究所(“武汉物理学院”)研究员梅刚华带领团队开发了一个拥有完全自主知识产权的卫星原子钟20多年权利(简称“星载咕咕钟”)。整体表现是国际先进的。

记者近日走近梅刚华及其团队,揭开了星光公众的发展历程。

从头开始试用

20世纪90年代,中国制定了北斗卫星导航系统的“三步走”发展战略。作为一项关键技术,卫星传播的原子钟在当时是中国的技术差距。

它可以用作具有氢原子钟,铯原子钟和铯原子钟的卫星原子钟。与三者相比,铯原子钟体积小,重量轻,功耗低,可靠性高,寿命长,制造和使用成本最低。

从国外引入卫星钟后,中国开始发展自己的道路。武汉科技学院结合了原子与分子物理和无线电物理的优势,已成为中国最早的研究单位。

梅刚华回忆说,他和他的同事们对1997年原子钟的生命,可靠性和卫星环境适应性没有设计概念。最佳答案。

原子钟核心部件的微波腔直接决定了原子钟信号的强度。该团队一直致力于开发开槽管微波腔一年多,为高稳定性和小型化技术奠定了基础。该团队还发明了一种新型氙光谱灯,克服了限制布谷鸟钟寿命和卫星环境适应性的主要障碍。

“让北斗使用最好的时钟”

经过多年的努力,该团队开发出第一代星载咕咕钟,可满足2007年卫星导航系统1米定位精度的要求。产品在北斗-2号卫星上批量配备,北斗系统于2012年完成了亚太网络。并为区域服务做出了重要贡献。

该团队决定“使用中国的北斗来使用最好的时钟”。在过去的五年中,它开发了第二代高精度板载布谷鸟钟和第三代超高精度板载布谷鸟钟。其中,第二代产品分批配备北斗-3卫星;第三代产品是目前世界上性能最高的铯原子钟,并于2018年底首次用于北斗-3号卫星。

在武汉物业号展厅,按顺序排列了10多种原子钟原型,描述了升级的迭代过程。记者看到,早期的氢原子钟高达一人,而最新一代的星载咕咕钟只是鞋盒的大小。梅刚华介绍说,原子钟的发展趋势是体积越来越小,性能越来越好。

目前,武汉物业号是中国唯一一家有能力设计和开发星形锣钟的单位。梅刚华透露,近年来北斗三号系统建设高峰期,该研究所每年交付10多颗卫星钟。到目前为止,该研究所开发的共有45个卫星钟用于北斗卫星,另外6个用于其他卫星。

“吃碗,看看锅”

2000年底,中国建成了北斗一号系统; 2012年底,北斗2号系统的建立是为了向亚太地区提供服务。目前,北斗3号系统正在建设中,北斗全球系统计划于2020年左右完成。

梅刚华表示,现有的星载铯钟完全可以满足北斗3号系统定位精度的应用要求,但“搞科研,吃碗,看锅,看看接下来的几步。“而该团队仍在研究下一代星载原子钟汞离子时钟,已经制作了原型,其精度有望高于非常高精度的星载布谷鸟钟。

梅刚华透露,除了机载原子钟外,该实验室还开发了一款钙离子灯时钟原型和一块手表大小的芯片尺寸原子钟。预计前者用于北斗地面站,后者可用于高性能北斗接收机。 (完)