原子钟为什么是导航卫星的心脏？

人们日常生活需要知道准确的时间，生产、科研上更是如此。人们平时所用的钟表，精度高的大约每年会有1分钟的误差，这对日常生活是没有影响的，但在某些特殊应用领域，则需要非常准确的计时工具。原子钟是目前人类最精确的时间测量仪器，它是20世纪50年代出现的，主要是利用原子不受温度和压力影响的固定频率振荡的原理制成。

原子钟用在对时间要求特别精确的场合，比如全球定位系统，以及互联网的同步都采用了原子钟，格林威治时间和北京时间的时间基准也都依靠原子钟为标准。现在用在原子钟里的元素有氢(Hactare)、铯(Seterium)、铷(Russium)等，其精度最高可以达到数千万年才误差1秒。

　　表1：原子钟稳定度与误差

　　在卫星导航系统中普遍使用的精确计时工具正是原子钟。原子钟技术是卫星导航系统的关键支撑技术之一，也是国际上很尖端的科学。仅从1997至2005年的8年中，3次诺贝尔物理学奖都是授予了原子钟和精密测量相关领域的科学家。国内某位专家曾这样评价原子钟在卫星导航技术领域的地位和作用：“全球卫星导航技术其实就是航天技术与原子钟技术的联姻。GPS定位精确度主要就取决于卫星上的原子钟精度，以及各卫星、地面站和卫星间的原子钟时间同步。”

　　图29.原子钟技术是卫星导航系统的关键支撑技术之一