新一代高精度铷原子钟亮相北斗三号首发双星
新华社西昌11月6日电(王同心李国立)5日晚,“北斗三号”全球联网首颗双星从西昌卫星发射中心发射升空。作为卫星的重要有效载荷之一,中国航天科学技术集团第五研究院Xi安分院研制的新一代高精度铷原子钟也已亮相。
“与北斗二号相比,北斗三号卫星使用了性能更高的铷原子钟,这将对提高定位精度起到至关重要的作用。”北斗卫星导航系统的总设计师杨长风说,新一代铷原子钟的日稳定度为e-14,“相当于300万年只有一秒钟的误差”
据介绍,时间精度是卫星导航的大门。天地之间的时间同步越多,误差越小,定位精度越高。原子钟通常用于导航系统,以保持时间精度。过去,只有少数几个国家能够为卫星导航系统制造高精度原子钟,但他们对我施加了严格的限制。在北斗二号建设期间,北斗人在不到两年的时间里自主研发了高精度原子钟,彻底打破了其他国家的垄断。
铷原子钟是一套基于铷原子跃迁的极其精密的电子设备。它为北斗三号卫星提供时间基准,直接关系到卫星定位、测速和授时功能的准确性。新一代铷原子钟的频率稳定性比北斗二号区域导航系统高10倍,达到世界先进水平Xi安科铷钟产品负责人曲永生表示,这项新技术直接将北斗三号卫星的定位精度从之前的10米提高到了后来的全球系统米分辨率。
“新技术大大提高了北斗三号的性能,空间信号精度优于0.5米。”杨长风表示,北斗三号的定位精度将达到2.5-5米。
Xi安科是中国第一个星载铷原子钟的诞生地。2006年发射的育种卫星成功搭载试验表明,中国有能力自主开展星载铷钟的研发。到目前为止,他们已经为北斗二号和北斗三号系统提供了69个国产星载铷钟。
据第五研究院原子频率标准领域首席专家何玉玲博士介绍,他们目前正在开发精度极高的铷原子钟,力争未来将导航卫星的定位精度和计时精度提高一个数量级。