用北京时间为世界定位
——中国航天科工二院203所研制的星载铷原子钟实现自主可控打破国外垄断
图为技术人员进行测试的场景
1月9日，北斗二号卫星工程荣获2016年国家科技进步特等奖，中国航天科工二院203所作为北斗二号卫星工程核心载荷星载原子钟的配套单位，成为本次国家科技进步奖特等奖获奖单位之一。
随着一次次原子钟搭载发射的成功，标志着我国已经完全掌握了星载原子钟的研制技术，完全摆脱了国外导航技术的束缚，也标志着我国已经成为继美国、俄罗斯之后完全自主建立导航定位系统的国家。
原子钟是北斗卫星导航定位系统的心脏，其为卫星系统提供高稳定的时间频率基准信号，决定了导航系统的导航定位、测速及授时的精度，是一个国家能否具备独立发展导航系统能力的核心技术之一。
我国在搞北斗系统之前，原子钟技术基础非常薄弱，原子钟产品全靠进口。进口钟不仅价格昂贵，而且关键技术掌握在外国人手里，将使北斗系统存在巨大的潜在隐患。原子钟产品只有自主研制一条路可走！
从北斗导航系统工程研制开始，二院203所作为传统的原子钟研制单位就瞄准国际一流的高性能高可靠的星载铷原子钟。原子钟的工作原理涉及量子力学、电学、材料学和热学多个学科，各项指标要求相当苛刻。作为二代导航系统中研制难度最大的产品之一，原子钟向来受到型号老总们的“特殊关照”，被北斗导航卫星总师称之为“可歌可泣”的产品。
为了达到技术指标，二院203所铷钟研制团队可谓是卯足了劲，从立项之初，项目团队成员一起挑灯夜战，方案论证、技术攻关、试验验证，一路上困难重重，总体方案和电路方案一再调整和优化。他们展开头脑风暴，开拓创新，通过采取新的充铷工艺及温控技术的优化，实现整机高信噪比信号的输出；采取高性能的微波合成技术，实现伺服电路微波信号的低噪声、高稳定性；通过优化整机结构，同时结合产品电路方案的改进，实现铷钟轻量化、小型化指标要求；经过铷灯玻璃材质的配方改进，使得铷灯的寿命大大提高，满足十几年的使用寿命要求……
一项项关键技术攻关，一个个技术创新，终于研发出了我国第一台符合要求的星载铷原子钟。我们国家自主的星载铷钟在2007年上天服役，中国人终于有了自己的原子钟！2013年，二院203所研制的高精度铷原子钟已达到了世界一流水平，目前北斗二号卫星导航系统一期203所已经交付8个批次16台星载铷钟，北斗二代二期交付5批次10台铷钟，并且所有新一代卫星导航系统均搭载了203所研制的星载铷钟。这些星载铷钟始终稳定可靠的在轨运行，并且创造了所有批次零故障运行记录。
为了应对战时特殊时期导航卫星对地面的依赖，实现导航系统的长期自主运行能力和性能指标新高，彻底克服铷钟频率准确度和频率漂移方面的先天不足，北斗导航系统二代二期决定启动星载氢钟这一新型原子钟的研制工作。氢原子钟与铷原子钟互补使用，不仅可以大大提高北斗导航定位精度，更重要的可以实现至少半年以上的自主运行能力。2015年，203所研制的国内首台星载被动氢原子钟顺利交付卫星总体并随卫星成功上天且在轨运行正常，是我国星载原子钟领域和导航领域的又一个里程碑。目前，203所还同时开展了星载铯原子钟的研制工作，期待将来为北斗导航系统再添新高。
作为国内唯一一家同时研制氢、铷、铯三种传统原子钟的单位，203所奋斗的脚步不会停止，将研制更加精准的原子钟，向更高科技高峰迈进。