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原子钟为什么是导航卫星的心脏?

2019-07-24 15:32 编辑:采集侠

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。

原子钟为什么是导航卫星的心脏?

  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。”

原子钟为什么是导航卫星的心脏?

  图29.原子钟技术是卫星导航系统的关键支撑技术之一

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