日前，我國采取一箭雙星方式，成功發(fā)射了北斗三號第三、四顆組網(wǎng)衛星，這兩顆衛星上均裝載了航天科工二院203所研制的一臺高精度銣鐘和一臺星載氫鐘，它們的技術(shù)指標都達到了國際先進(jìn)水平。

　　原子鐘是利用原子躍遷頻率穩定的特性來(lái)獲取精準時(shí)間頻率信號的設備，其研發(fā)涉及到量子物理學(xué)、電學(xué)、結構力學(xué)等眾多學(xué)科，目前國際上僅中、美、俄等少數國家具有獨立研制能力。星載原子鐘主要應用于導航系統，分為氫原子鐘、銣原子鐘和銫原子鐘三種。美國的GPS導航系統、歐洲的伽利略導航系統及俄羅斯的格羅納斯導航系統，均采用了銣原子鐘搭配銫原子鐘，或者銣原子鐘搭配氫原子鐘的方案，充分發(fā)揮了銣原子鐘體積小、重量輕，及銫原子鐘、氫原子鐘長(cháng)期性能優(yōu)異的特點(diǎn)。

全面提升原子鐘性能指標，助力北斗全球組網(wǎng)

　　“北斗”衛星導航系統是我國正在實(shí)施的自主研發(fā)、獨立運行的全球衛星導航系統。作為導航衛星的心臟，高性能的星載原子鐘對導航精度具有決定性作用。

　　相比北斗一期、二期工程中單純采用銣原子鐘。本次發(fā)射的北斗三號導航衛星上不但裝載有新一代高精度銣原子鐘，相比前代產(chǎn)品其體積更小，重量更輕，技術(shù)性能大幅提升，已達到國際先進(jìn)水平。更值得一提的是裝載的星載氫鐘，這是其在北斗二代二期試驗衛星得到驗證后，首次應用于北斗導航系統組網(wǎng)衛星。相比銣原子鐘，氫原子鐘在重要技術(shù)指標，如頻率穩定度、頻率準確度及日漂移率等方面具有明顯優(yōu)勢。星載氫鐘的應用可使北斗導航系統實(shí)現更高的定位精度、全球覆蓋及較長(cháng)的自主導航能力，顯著(zhù)降低北斗導航系統全球應用時(shí)的校時(shí)壓力。是其可與世界其它三大導航系統相媲美的必要條件。

攻堅克難，十年鑄劍終成功

　　星載氫鐘包括物理和電路兩部分，構成較為復雜。為滿(mǎn)足衛星發(fā)射及在軌運行時(shí)需要面對的振動(dòng)、溫度、輻照等苛刻環(huán)境要求，進(jìn)一步增加了研制難度。為此203所用了近十年的時(shí)間，相繼解決了高性能長(cháng)壽命吸氣劑復合真空泵技術(shù)、微波腔和磁屏蔽的小型化及抗振性等一系列技術(shù)問(wèn)題；溫控系統的參數優(yōu)化，電磁兼容性的改善，使星載氫鐘長(cháng)期頻率穩定度大幅提高，增強了整機的環(huán)境適應性。最終攻克了包括指標優(yōu)化，整機小型化、輕量化技術(shù)研究，空間環(huán)境適應性、可靠性與長(cháng)壽命技術(shù)研究等關(guān)鍵技術(shù)難題。目前，203所研制的星載氫鐘在技術(shù)性能及可靠性上均達到國際同類(lèi)產(chǎn)品水平，為北斗三號組網(wǎng)衛星的高性能、長(cháng)壽命要求提供了有力保障。

航天質(zhì)量是我們的生命，全力保障北斗工程

　　航天質(zhì)量就是我們的生命，這是每一個(gè)航天人對高可靠、高質(zhì)量航天技術(shù)的莊嚴承諾。北斗工程副總師謝軍如是說(shuō)道。不同于其他衛星，北斗系統對此要求更多，北斗是一個(gè)系統工程，用戶(hù)每次享受到北斗系統的服務(wù)，都至少需要4顆北斗衛星提供服務(wù)。

　　北斗又是一個(gè)全球覆蓋的系統，至少需要20余顆衛星同時(shí)提供穩定服務(wù)，對衛星產(chǎn)品的要求及其苛刻。北斗又是一個(gè)固有屬性要求，必須連續的信號，信號不能中斷，系統必須連續、穩定、完好、可用。到2020年，北斗導航系統將是第三個(gè)提供全球導航定位系統的國家。到那時(shí)，我們生活方方面面的60%的導航定位都是我們自己的衛星，逐步取代GPS的地位。這對我國來(lái)說(shuō)具有重要的戰略意義。

 擁有雄厚的原子鐘技術(shù)實(shí)力，為北斗提供40臺優(yōu)良的產(chǎn)品

　　 203所是我國唯一一家同時(shí)生產(chǎn)氫原子鐘、銣原子鐘、銫原子鐘的單位，擁有雄厚的原子鐘技術(shù)實(shí)力，已累計為系統總體提供了40臺以上的星載原子鐘，產(chǎn)品歷經(jīng)了系統設計、驗證、試驗、組網(wǎng)的所有階段，幾乎每顆北斗導航衛星都安裝了203所的原子鐘，這些產(chǎn)品保持了突出的產(chǎn)品可靠性和優(yōu)良的產(chǎn)品性能，為星座的建設作出了貢獻。203所并為此于2017年獲得國家科技進(jìn)步特等獎。

　　203所目前還在緊鑼密鼓的為北斗系統的地面守時(shí)站研制藍寶石主動(dòng)氫脈澤，這種原子鐘擁有國內最高的性能指標，可在地面環(huán)境進(jìn)行高精度守時(shí)，為北斗衛星的時(shí)間矯正和信號注入提供重要支撐。