中国铯原子喷泉钟精度有望达到一亿年不差一秒

伽利略导航系统故障再次凸显时间频率系统的重要性

中国铯原子喷泉钟精度有望达到一亿年不差一秒

本报讯 （记者史玉成）7月11日起，由欧盟主导的伽利略全球卫星导航系统出现故障，除测试中的两个卫星外，其余22个已投入正式使用的卫星全数“无法使用”，令系统陷入完全瘫痪状态。目前判定的故障原因是位于意大利的时间同步系统出现问题。

卫星导航系统是基于时间频率的测量实现位置、速度和时间的确定。其时间频率系统可以分为空间段、地面段和用户段3个部分。据了解，从7月10日开始，我国建设的国际GNSS（全球导航卫星系统）监测评估系统就已经记录到伽利略系统的信号异常。由于其系统中的所有卫星都步调一致“掉线”，因此专家初步判定是地面段出现问题。前欧洲空间局GNSS发展计划的一位负责人此前也向媒体表示，伽利略系统的故障是由位于意大利富齐诺控制中心的精密定时装置引起的。这一装置的核心是一个氢原子钟和多个铯原子钟。

高精密的时间频率体系是卫星导航的基石。我国的北斗卫星导航系统发展也离不开精准的时间频率体系。目前我国研制并正在使用的铯原子喷泉钟，测量精度已经可以达到3000万年不差一秒。早在2014年时，我国的铯原子喷泉钟通过评审被接收为国际计量局（BIPM）认可的基准钟之一，参与驾驭国际原子时（TAI）。我国也是继法、美、德、意、日、英、俄7国之后，在国际标准时间的产生过程中不仅具备了话语权，更具备了表决权。

现在，我国的秒长国家计量基准——铯原子喷泉钟和原子时标国家计量基准，共同构成了中国的时间频率基准。这是我国时间频率计量体系的源头，也为我国的卫星导航系统提供技术支持。据了解，我国正在紧锣密鼓地布局新一代铯原子喷泉钟的研制工作，目前正在评定认证过程中，今年有望投入使用。与正在使用的铯原子喷泉钟相比，新一代铯原子喷泉钟有着飞跃性的创新发展，有望达到1亿年不差1秒。

伽利略卫星导航系统与美国GPS全球卫星导航系统、俄罗斯格洛纳斯全球卫星导航系统、我国北斗卫星导航系统并称为全球四大卫星导航系统。该系统预定于2020年完成全部组网。有专家称，在此关键时刻发生这种严重事故，将可能重挫市场对于这套新兴导航系统的信心，加深对其系统可靠性的担忧。

6月25日，我国成功发射第46颗北斗导航卫星。该卫星是北斗三号系统的第21颗组网卫星、第2颗倾斜地球同步轨道卫星，经过一系列在轨测试后，卫星将与此前发射的20颗北斗三号卫星组网运行。据了解，北斗三号系统中采用了一套其他导航卫星所不具备的技术——Ka频段中速星间链路，这将使得北斗系统不需要全球布站。

专家表示，在下一步北斗卫星导航系统的持续发展中，还需要对时间频率体系的持续重视和支持。

《中国质量报》