■本报记者 王之康

6月23日9时43分，西昌卫星发命中间。极用佳搭载着斗极三号最后一颗全天下组网卫星的上最事迷长征三号乙运载火箭，伴同着火光、钟往烟雾以及轰鸣声，信网飞离塔台，让斗冲向云霄，极用佳并精确进入预约的上最事迷地球行动轨道。

不久之后，钟往作为四大全天下卫星导航零星之一的信网斗极，将为全天下用户提供愈加残缺的让斗时空信息效率。其中，极用佳与人们同样艰深生涯非亲非故的上最事迷，要数全天时、钟往全天候、信网高精度全天下定位导航授时效率了。

这项效率的实现离不开一其中间装置，即卫星的“心脏”——原子钟。

从无到有、由有到精

上世纪90年月，我国拟订了斗极卫星导航零星“三步走”的睁开火略。星载原子钟是导航卫星的关键技术。

个别，导航卫星上运用的原子钟有铷原子钟、铯原子钟以及氢原子钟。相较而言，铷原子钟体积小、份量轻、功耗低、坚贞性高、寿命长，制作以及运用老本也最低，因此被列国导航零星普遍接管。

当时，星载原子钟技术仅为欧美少数科技强国把握，在我国属于技术空缺。要建成残缺自主可控的卫星导航零星，我国只能走自主研发的道路。但要实现从无到有的突破，其难度难以想象。

1997年，这个重任落在了中国迷信院详尽丈量迷信与技术立异钻研院（原武汉物理与数学钻研所）钻研员梅刚华的肩上。

“刚开始做的时候，咱们的铷原子钟的精度跟西方发达国家的差距有两个数目级。”梅刚华见告《中国迷信报》，“对于铷原子钟的寿命、坚贞性以及卫星情景顺应性等，则残缺不妄想意见，差未多少便是一片空缺，只能下苦功夫，一再妄想、试验、改善，追寻最佳妄想。”

从那时开始，梅刚华就向导团队一头扎进了星载铷原子钟技术钻研使掷中。尔后的20多年间，抱着“让斗极用上最佳的钟”的定夺，梅刚华团队相继突破了星载铷原子钟精度、小型化、寿命、坚贞性以及卫星情景顺应性五大关键技术，研制出三代星载铷原子钟，使我国星载铷钟技术实现为了从无到有、由有到精的逾越。

如今，斗极三号卫星的每一颗卫星都装上了梅刚华团队的星载铷原子钟。已经投入运用的第三代产物——甚高精度星载铷原子钟，其精度可能抵达天天100亿分之5秒，处于国内乱先水平。

不外，梅刚华并无知足于钻研现状。“咱们正在研制新一代星载原子钟，预期精度比甚高精度星载铷钟更高。”

从铷钟到氢钟

简直与梅刚华团队同时，一支来自中国迷信院上海地舆台（如下简称上海地舆台）的科研团队也投入到星载原子钟的研制队列之中。不外，他们研制的是另一种原子钟——星载氢原子钟。

着实，从上世纪七八十年月开始，上海地舆台就开始了地面氢原子钟的研制使命，这也为2002年我国首台星载氢原子钟的降生及其之后的工程化研制奠基了深挚的根基。

“氢钟同时具备频率晃动性好、漂移率小的特色，在主要保障精度的同时还能后退卫星的自主运行能耐。”上海地舆台钻研员帅涛见告《中国迷信报》。

当初，仅有中国的斗极卫星以及欧洲的伽利略卫星同时配置装备部署了星载铷原子钟以及星载氢原子钟。

据帅涛介绍，我国研制的星载氢原子钟与欧洲的比照，两者地面测试功能至关，但从在轨综合展现来看，我国星载氢原子钟实现的用户测距倾向更小。

2015年9月，由上海地舆台研制的我国首台星载氢原子钟随斗极三号卫星入地运用。它突破了多项关键技术，中间元器件全副国产化，实现为了残缺自主可控。

纵然氢原子钟在太地面突发倾向，也丝毫不用耽忧。

“卫星妄想了时频天生与坚持零星，可能实现主用原子钟以及备用原子钟之间无缝切换，切换先后卫星光阴变更小于20皮秒（1皮秒即是1万亿分之1秒），用户测距倾向小于0.01米。”中国迷信院重大卫星立异钻研院副院长、斗极卫星总师林宝军说，用户残缺觉察不到原子钟的切换所带来的导航定位信号修正。

据清晰，上海地舆台钻研团队下一步还将在保障星载氢原子钟功能目的的同时，将其份量减轻至10千克如下，以顺应下一代高集成度导航卫星睁开的需要。

三个“立异”

可能说，斗极可能跻身四大全天下卫星导航零星之列，致使部份功能优于其余导航零星，最直接的原因便是一系列技术立异。

除了前文提到的铷原子钟以及氢原子钟外，尚有基于相控阵的Ka星间链路技术，处置了限度斗极全天下组网的瓶颈下场。钻研职员还初次在导航卫星上接管大功率氮化镓固态缩漂亮，后退了信号品质。运用卫星自主诊断复原技术，卫星在残缺不地面干涉的情景下，可能妨碍自主瘦弱诊断、倾向阻止以及复原等。

不外，在林宝军看来，技术立异尽管紧张，但尚有两个方面的立异，更值患上关注以及思考。

首先是理念的立异。专家展现，以往的卫星都是凭证分零星妄想，便是把一个卫星零星分成多少多个分零星，搜罗妄想、姿控、增长等，每一个分零星都有主任妄想师负责。

“分零星的短处是责任界定清晰、相助比力清晰，但缺陷也显而易见，便是妄想简短、坚贞性低。”林宝军说，“因此，咱们提出了‘功能链’的妄想理念，从本性上实现为了平台外部的一体化妄想，分为姿轨控、妄想热、电子学、载荷四个功能链，最大限度地实现为了卫星外部各项资源的优化整合，后退了功能密度，提升了坚贞性，大幅飞腾了老本。”

其次是意见的立异。航天规模曾经有个不可文的规矩，便是新技术运用不能逾越30%，否则危害增大，零星不可控。但林宝军以为，新技术不即是不坚贞。

而且，艰深攻关一项航天技术要花10年摆布光阴，攻关乐成后研制卫星又可能要10年。“这即是你用人家如今的技术，等你把卫星做进去，已经是人家20年前的老技术了，确定不可！”

以是，航天规模要冲破传统意见，接管长板实际，斗果敢胆运用立异技术。“就好比铷原子钟以及氢原子钟，要斗果敢胆睁开、运勤勉用目的更高的氢原子钟，同时也要装备铷原子钟来保底，做到万无一失。”林宝军说。

“立异是科技的灵魂，特意是中科院的人，从骨子里就要能立异。”林宝军指出，惟独做立异的事，把立异以及工程散漫起来，威力够实现逾越睁开。