北斗心臟精度每三百萬年差1秒 為什麼時間精度如此重要

北斗正式開通讓世界矚目，中國終於有了自己的衛星導航系統。然而在北斗成功的背後，傾注了中國北斗人用26年的時間，動員了400多個單位和30多萬名科技人員參與研發。北斗心臟精度每三百萬年差1秒，成為了中國科技騰飛的最好證明。

圖片說明

北斗心臟精度每三百萬年差1秒，指的是衛星導航系統關於計時的精準度。導航系統的本質是一個時間測量系統，若衛星存在十億分之一秒（1納秒）的時間誤差，則會產生0.3米的測距誤差。只有透過在衛星上配置高精度原子鐘，才能實現衛星直接播發出高精度導航定位訊號。

在北斗衛星眾多必要的零部件中，銣原子鐘可以說是北斗衛星的“心臟”，其決定著定位、測速和授時功能的精度。

據航天集團專家介紹，當年進口一臺銣鍾要18個月才能交付，當時我國的科研團隊把研究所當家，沒日沒夜幹了 8 個月，最後成功交付星載銣鍾，北斗二號首發星得以如期升空。此後，國產化銣鍾逐漸全面取代進口銣鍾，精度達每三百萬年差一秒。

作為新一代北斗導航衛星的三項關鍵技術之一，中科院上海天文臺研製的被動型星載氫原子鐘，約合數百萬年甚至1千萬年才有1秒誤差，日前獲得2019年上海市科技進步一等獎。

目前，國外僅歐洲伽利略衛星配置了星載氫鍾，與我國星載氫鐘相比，兩者地面測試效能相當，但從在軌綜合表現來看，我國星載氫鍾實現的使用者測距誤差更小。“氫鍾為我國北斗導航衛星系統與GPS、伽利略等衛星導航系統同臺競技提供了有力的技術支撐。”我國航天工程領域一位院士評價。

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