北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的心臟——星載銣鐘能有多小？在中國(guó)科學(xué)院精密測(cè)量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院（以下簡(jiǎn)稱精密測(cè)量院）銣鐘展廳，一個(gè)金燦燦的銣鐘樣品只有普通鞋盒大小，重4.4公斤。

6月24日，2023年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)在京揭曉，精密測(cè)量院梅剛?cè)A研究員領(lǐng)銜團(tuán)隊(duì)完成的“北斗三號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星載銣原子鐘技術(shù)實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用”項(xiàng)目榮獲2023年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

衛(wèi)星導(dǎo)航直接依賴計(jì)時(shí)準(zhǔn)確，天地時(shí)間越同步，誤差越小，定位的精度就越高。銣鐘具有體積小、重量輕、功耗低、可靠性高、壽命長(zhǎng)且制造成本低等優(yōu)點(diǎn)，是目前世界上應(yīng)用最廣、市場(chǎng)占有率最高的原子鐘之一，因此全球各衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)不約而同選擇銣鐘作為計(jì)時(shí)器。銣鐘的質(zhì)量和可靠性直接決定著導(dǎo)航衛(wèi)星的成敗，是導(dǎo)航衛(wèi)星名副其實(shí)的“心臟”。

1997年，梅剛?cè)A團(tuán)隊(duì)接到研制北斗星載原子鐘的任務(wù)。當(dāng)時(shí)，星載原子鐘技術(shù)僅為美國(guó)等少數(shù)國(guó)家掌握，在我國(guó)屬于技術(shù)空白。面對(duì)歐美的技術(shù)封鎖，只能走自主研發(fā)這一條路。

經(jīng)過(guò)20多年的持續(xù)攻關(guān)，梅剛?cè)A團(tuán)隊(duì)多次刷新世界紀(jì)錄，研制的北斗星載銣鐘量級(jí)步步提高。

研究團(tuán)隊(duì)自2007年成功研制出第一代星載銣原子鐘裝備北斗二號(hào)衛(wèi)星后持續(xù)攻關(guān)，圍繞“國(guó)際一流”北斗三號(hào)系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)，開展了星載銣原子鐘關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)集成研究，取得了“兩首”“兩發(fā)”等系列科技創(chuàng)新成果：首次給出了銣鐘頻率穩(wěn)定度完整數(shù)學(xué)表達(dá)式，揭示穩(wěn)定度與原子信號(hào)信噪比、原子體系環(huán)境敏感性之間的定量關(guān)系，為高性能銣鐘設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。首創(chuàng)高品質(zhì)微波腔、高光譜純度抽運(yùn)光源和光學(xué)及同位素雙重濾光技術(shù)。發(fā)明了低噪聲頻率合成技術(shù)，解決了有源器件附加噪聲高、偶次諧波抑制效率低的問(wèn)題。發(fā)展了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和工作參數(shù)優(yōu)化技術(shù)，克服環(huán)境敏感性對(duì)長(zhǎng)期穩(wěn)定度的影響。同時(shí)，建成了以自研設(shè)備為主的研制生產(chǎn)線，形成了高性能星載銣鐘整機(jī)設(shè)計(jì)、制造批產(chǎn)能力。該技術(shù)成果推進(jìn)了我國(guó)銣原子鐘技術(shù)進(jìn)步，滿足了北斗三號(hào)系統(tǒng)工程建設(shè)需求，產(chǎn)生了顯著的社會(huì)效益。

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