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北斗三号第三、四颗组网卫星搭载的氢原子钟,1千万年才误差一秒

发布:opticseditor    |    2018-01-13 15:43    阅读:175
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今天上午发射的我国北斗三号工程第三、四颗组网卫星,搭载了由中科院上海天文台自主研发的氢原子钟,1千万年才误差一秒。


“我们这次发射的组网卫星氢钟,相对于之前的试验卫星氢钟在短期稳定性和长期稳定性上有了进一步提升。”星载氢原子钟项目负责人帅涛告诉解放日报·上观新闻记者。目前国外仅欧洲伽利略卫星配置了星载氢钟,和我国氢钟相比,两者地面测试性能相当,但从在轨综合表现看,我国星载氢钟实现的用户测距误差更小。

根据量子力学原理,原子具有不连续的能量数值,当原子从一个能级跃迁至另一个能级时,其吸收或释放的电磁波频率是固定的,原子钟就是利用原子跃迁产生固定频率的电磁波进行计时的工具。作为一种精密的计时器具,氢原子钟的精度到底有多高?“机械表一天差不多有1秒误差,石英表一天大概有0.1秒误差,而氢原子钟数百万年到1千万年才有1秒误差。”


帅涛介绍,上海天文台自主研发的星载氢原子钟,于2015年9月30日首次搭载北斗实验卫星发射升空,目前在轨运行情况良好。此次搭载北斗三号工程第三、四颗组网卫星,在关键性能指标上继续保持优势,如长期稳定性、漂移率等,以支撑北斗高精度定位服务。

上海天文台星载氢原子钟课题组成员谢勇辉介绍,该团队正在开展下一代星载氢钟研究,通过关键部件小型化和轻量化设计,在保证性能指标的同时,把重量减轻一半左右,预计将从目前近24公斤降低至12公斤。除了重量,还将在功耗等方面大幅改进,降低对导航卫星配置资源需求,以适应下一代高集成度导航卫星发展需要。星载氢钟用于导航卫星外,还将进一步拓展应用,争取能为甚长基线干涉(VLBI)、空间信号探测等需求服务。

来源:上海天文台

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