中国科学院武汉物理与数学研究所研究员梅刚华，通讯员 罗芳 摄
长江网讯(记者李佳 通讯员罗芳)“北斗三号”系统组网卫星计划今年首次发射。星载原子钟被称为导航卫星的“心脏”，新一代高性能星载铷原子钟，将为北斗系统提供更优的定位精度。而这一研制者，就是中国科学院武汉物理与数学研究所梅刚华团队。梅刚华告诉长江日报记者，定位精度可以达到人群间距这么近。
打破西方国家星载原子钟技术垄断
计划于2020年建成的“北斗三号”系统是我国自主建设的世界四大全球卫星定位导航系统之一，其他三个分别为美国的GPS系统、俄罗斯的格洛纳斯系统和欧盟的伽利略系统。在北斗系统工程建设启动之初，少数西方国家垄断了星载原子钟技术，对我国实行封锁禁运。在从国外引进星载原子钟遭拒后，要建成完全自主可控的卫星导航系统，中国只能靠自己。
梅刚华向长江日报记者介绍，星载原子钟的精度对卫星导航系统的定位和授时精度具有决定性作用，被称为导航卫星的“心脏”。星载原子钟技术难度极大，除了精度要求极高以外，还要满足苛刻的小型化、低功耗、长寿命、高可靠性要求。
曾为解决技术问题几乎三天三夜没合眼
为了研制出满足北斗工程应用需求的星载铷原子钟，梅刚华团队奋斗了20年。以小型化为例，他们通过上百次试验，研制成功具有全新结构和工作原理的开槽管式微波腔，可以利用小体积原子气室激励出高强度原子跃迁信号，获得了中、美两国发明专利授权。为了实现我国星载原子钟技术从无到有、由有到强的跨越，20年来他们没有正常休过一次长假。有一次，为了解决一个技术问题，他几乎三天三夜没合眼。
我国北斗系统工程建设现处于第三步即“北斗三号”全球系统建设阶段，设计精度更高，对星载原子钟也提出了更高的技术要求。梅刚华团队在不到5年的时间内，研制出新一代星载铷原子钟产品，原子钟的计时精度改善了约10倍，达到100亿分之3秒水平，与美国GPS卫星最新一代星载铷钟并列，跻身国际顶尖水平，可以满足分米级导航定位需求。“分米级导航定位”，意味着定位精度可以达到人群间距这么近的定位。比如，现在很多汽车都装载了卫星导航定位系统，只能精确到10米左右，只能了解在路上的哪个位置。为了安全起见和防止堵车，要求每辆汽车在车道上行驶，那就要求精确到1米了，而如能达到分米级定位，即比车道间距还要小。
中国科学院院士、北斗导航系统副总设计师杨元喜曾经点评：“武汉物数所做的卫星钟，凝结了咱中国人的智慧。”
（作者： 编辑：赵琳）
