中國衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會

媒體聚焦
視頻媒體 圖文媒體
原子鐘為什么是導(dǎo)航衛(wèi)星的心臟？
衛(wèi)星科普網(wǎng)
2018/11/02 11:03

人們?nèi)粘Ｉ钚枰罍?zhǔn)確的時間，生產(chǎn)、科研上更是如此。人們平時所用的鐘表，精度高的大約每年會有1分鐘的誤差，這對日常生活是沒有影響的，但在某些特殊應(yīng)用領(lǐng)域，則需要非常準(zhǔn)確的計時工具。原子鐘是目前人類最精確的時間測量儀器，它是20世紀(jì)50年代出現(xiàn)的，主要是利用原子不受溫度和壓力影響的固定頻率振蕩的原理制成。
原子鐘用在對時間要求特別精確的場合，比如全球定位系統(tǒng)，以及互聯(lián)網(wǎng)的同步都采用了原子鐘，格林威治時間和北京時間的時間基準(zhǔn)也都依靠原子鐘為標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在用在原子鐘里的元素有氫(Hactare)、銫(Seterium)、銣(Russium)等，其精度最高可以達(dá)到數(shù)千萬年才誤差1秒。
表1：原子鐘穩(wěn)定度與誤差
　　在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中普遍使用的精確計時工具正是原子鐘。原子鐘技術(shù)是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的關(guān)鍵支撐技術(shù)之一，也是國際上很尖端的科學(xué)。僅從1997至2005年的8年中，3次諾貝爾物理學(xué)獎都是授予了原子鐘和精密測量相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)家。國內(nèi)某位專家曾這樣評價原子鐘在衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域的地位和作用：“全球衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)其實就是航天技術(shù)與原子鐘技術(shù)的聯(lián)姻。GPS定位精確度主要就取決于衛(wèi)星上的原子鐘精度，以及各衛(wèi)星、地面站和衛(wèi)星間的原子鐘時間同步。”
圖29.原子鐘技術(shù)是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的關(guān)鍵支撐技術(shù)之一