科学|北斗心脏精度每三百万年差1秒 为什么时间精度如此重要
北斗正式开通让世界瞩目 ， 中国终于有了自己的卫星导航系统 。 然而在北斗成功的背后 ， 倾注了中国北斗人用26年的时间 ， 动员了400多个单位和30多万名科技人员参与研发 。 北斗心脏精度每三百万年差1秒 ， 成为了中国科技腾飞的最好证明 。
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【科学|北斗心脏精度每三百万年差1秒 为什么时间精度如此重要】
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北斗心脏精度每三百万年差1秒 ， 指的是卫星导航系统关于计时的精准度 。 导航系统的本质是一个时间测量系统 ， 若卫星存在十亿分之一秒（1纳秒）的时间误差 ， 则会产生0.3米的测距误差 。 只有通过在卫星上配置高精度原子钟 ， 才能实现卫星直接播发出高精度导航定位信号 。
在北斗卫星众多必要的零部件中 ， 铷原子钟可以说是北斗卫星的“心脏” ， 其决定着定位、测速和授时功能的精度 。
据航天集团专家介绍 ， 当年进口一台铷钟要18个月才能交付 ， 当时我国的科研团队把研究所当家 ， 没日没夜干了 8 个月 ， 最后成功交付星载铷钟 ， 北斗二号首发星得以如期升空 。 此后 ， 国产化铷钟逐渐全面取代进口铷钟 ， 精度达每三百万年差一秒 。
作为新一代北斗导航卫星的三项关键技术之一 ， 中科院上海天文台研制的被动型星载氢原子钟 ， 约合数百万年甚至1千万年才有1秒误差 ， 日前获得2019年上海市科技进步一等奖 。
目前 ， 国外仅欧洲伽利略卫星配置了星载氢钟 ， 与我国星载氢钟相比 ， 两者地面测试性能相当 ， 但从在轨综合表现来看 ， 我国星载氢钟实现的用户测距误差更小 。 “氢钟为我国北斗导航卫星系统与GPS、伽利略等卫星导航系统同台竞技提供了有力的技术支撑 。 ”我国航天工程领域一位院士评价 。
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