我國北斗衛星核心器件實現重大突破，不再受制於人，並有望領先

衛星導航系統是一個國家最重要的太空信息基礎設施之一，在國防安全、地質測繪、電信通訊、水利漁業、交通運輸、減災救災、公共服務等諸多領域都發揮著不可替代的重要作用。我國從2000年開始探索建設擁有自主知識產權的北斗衛星導航系統，經過十多年的不懈努力，北斗系統已經發展成為繼美國的GPS系統、俄羅斯的GLONASS系統之後的第三個成熟的全球衛星導航系統。

北斗衛星導航系統是我國國防安全的重要保證

雖然我國的北斗系統取得了令世人矚目的輝煌成就，但是要想真正掌握獨立自主的核心技術絕非一帆風順。原子鐘堪稱是導航衛星的「心臟」，也是研製難度最大、技術含量最高的關鍵載荷，因為衛星導航的核心就是時間測量，1納秒（十億分之一秒）的時間誤差將導致0.3米的距離誤差，如此精密的時間測量只有原子鐘才能做到。現有衛星導航系統所使用的原子鐘類型分為氫原子鐘、銣原子鐘、銫原子鐘三種。

原子鐘是導航衛星最關鍵的核心部件，過去我國只能依賴進口

美國GPS系統使用的是銫原子鐘和銣原子鐘結合的授時方式。歐盟的伽利略系統、俄羅斯的格洛納斯系統、我國的北斗系統均採用銣原子鐘和氫原子鐘結合的授時方式。在北斗系統研製的初期，我國並不具備自主生產原子鐘的能力，只能高價從歐美購買，美國對我國實施了嚴密的技術封鎖，歐盟也乘機漫天要價獅子大開口，嚴重威脅著北斗系統的使用安全。從北斗二號衛星開始，我國採取了兩條腿走路的方式，將進口的原子鐘和國產的原子鐘同時裝星運行。

北斗三號衛星的原子鐘已經實現了全國產化

2007年我國首批國產銣原子鐘上天服役，實現了國產星載原子鐘零的突破。2015年我國又再次成功發射搭載國產氫原子鐘的北斗二號衛星。2017年發射的北斗三號衛星已經實現了國產的銣原子鐘和氫原子鐘全面替代進口產品，衛星使用的5萬多個元器件，國產元器件的比例超過90%，其中包括星載處理器（龍芯CPU）在內的所有關鍵部件也全部實現了國產化，標誌著我國的衛星導航系統全面掌握了自主核心技術。

2017年至2020年，我國計劃發射35顆北斗三號衛星,服務範圍為全球。其定位精度為2.5米，再配合地基增強系統，還可以提供米級、分米級，甚至厘米級的定位精度，系統的綜合性能將與美國最新一代的GPS系統相媲美，而且部分性能更勝一籌。

我國正在加緊研製新一代的汞離子微波鍾，定位精度提高1至2個數量級

對於美國獨有的銫原子鐘，我國也正在組織技術力量開展研製工作，作為必要的技術儲備。除此之外，我國又將目光瞄向新概念的汞離子微波鍾。汞離子微波鍾是人類已知的最精確的時間測量儀器，也是世界公認的最難研製的星載原子鐘。在體積功耗不變的情況下，可比現有星載原子鐘的性能指標提高1至2個數量級。我國已經首次完成了氧化汞的裝載實驗，邁出了汞離子微波鍾技術驗證的關鍵一步，並有望在全球率先實現工程化應用，從而推動衛星導航技術取得革命性的突破。

作者：利刃/晨言無語

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