“中国精度”新突破:平湖碧波映高峡 天尺万仞测毫分(5)
此次发射的北斗三号卫星和配套运载火箭分别由中国航天科技集团有限公司所属的中国空间技术研究院和中国运载火箭技术研究院抓总研制。这是长征系列运载火箭的第307次飞行。文/郭超凯 杨欣 图/郭文彬
更准 天尺万仞测毫分
“中国厘米级天尺”——用户对北斗导航系统优异的精度定位性能纷纷点赞。而为了打造这把超高精度的天尺,新中国科技工作者奋斗了34年,其中仅可行性论证就足足花了9年,而后又经过长达25年的建设历程。
新中国刚成立不久,就把以火箭为核心的航天科技作为重点发展目标,但是由于科技和工业基础薄弱,建设导航卫星星座系统之路十分艰辛。
1970年,中国开始研究卫星导航系统的技术和方案,1986年开始进行可行性论证。1994年、2004年相继启动了北斗一号、二号系统工程建设,其导航服务范围和导航精度持续提升。到2015年,其精度已经达到米级。随着北斗地基增强系统建设和2016年11月启动夔龙系统建设,北斗导航精度大踏步迈向厘米级,支撑包括智能驾驶在内的各种导航定位服务。
北斗导航系统定位精度的提高得益于诸多方面,其中非常重要的就是授时精度的跃升。实际上,计时钟作为导航卫星的频率基准,直接决定着导航卫星定位、测距、授时的准确性,是导航卫星的关键。不同的计时工具在精度上差别很大,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,而原子钟数百万年才有1秒误差。中国科学家从上世纪60年代开始加大原子钟研制力度,到上世纪70年代研制出中国首台地面主动性氢原子钟。为适应卫星载荷需求,中国科学家进行了使其小型化的努力,北斗系统初期建设配置了铷原子钟,其在轨服务能力可满足中国区域导航定位要求。之后,中国科学家对原子钟升级。2018年底,大约每3000万年的误差仅1秒的原子钟诞生,“中国精度”再次实现新突破。
高精度授时除了应用在卫星导航领域之外,在通讯、金融、电力、交通等众多领域也有非常重要的应用,“中国精度”为这些领域带来广泛而深刻的变革。
本版撰稿:张保淑