北斗原子钟的故事？

一、北斗原子钟的故事？

北斗上的原子钟原本是从西方国家进口。订金都交了。北斗卫里马上要发射了，但是在美国的施压下，对方不交货。我国只好自己研制，经过艰苦的研制。终于在卫星发射前，装上了原子钟。

二、北斗原子钟处于什么水平？

在卫星导航领域，时间是否精准是一项极为关键的技术指标。2017年初，举世瞩目的北斗二号卫星导航系统的26台星载铷原子钟（简称“铷钟”）实现稳定可靠在轨运行，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。

铷钟是北斗卫星导航定位系统的“心脏”，目前可以实现每3000年仅1秒钟的误差，它的精度决定了导航时间、位置的准确度。那么，是什么让它这样准呢？答案是：铷87（87Rb）。它是卫星导航定位系统核心中的核心，它的丰度，即该种同位素的相对含量，决定了原子钟的精度。

87Rb是通过分离铷元素的同位素得来的。目前，我国唯一一台尚在运行的大型同位素电磁分离器装置就是位于中国原子能院的EMIS-170同位素电磁分离器。这台关键的分离器是保障北斗原子钟“精度”的“神器”。它是如何研发成功的呢？

我国的电磁分离器从20世纪60年代初开始研制，先后在原子能院建成了5台分离器，共分离了28种元素的131种同位素，曾分离的238U、6Li、7Li等同位素，为我国的“两弹”事业作出了贡献。进入21世纪后，我国正在运行的大型同位素电磁分离器只剩F-3，该分离器于1968年建成投产，已经使用四十多年，多个关键器件老化严重，运行状态不理想，在电磁分离技术方面与国际上尤其是美、俄的差距逐渐增大，同位素丰度、纯度及同位素种类无法满足各方面的需求。

2002年，我国提出了发展“北斗二代”星载导航定位系统的要求，并强调自主创新，希望材料全部国产化，因此对铷同位素的需求迫切，需求量也越来越大。在诸多分离同位素的方式中，对于铷，电磁法是唯一可行的方法。因此，为保证高丰度稳定同位素生产的国产化，研制一台新型同位素电磁分离器已经迫在眉睫。

于是，在2010年，“同位素电磁分离器综合技术改造”项目被提到议事日程，并于2013年10月取得国家的初步设计批复，建设内容为对原来的F-3电磁分离器进行综合技术改造，提升我国分离器技术能力和工艺水平。

不同同位素之间，化学性质是相同的，物理性质是不同的。用电磁法把不同的同位素分开，就是利用其物理性质不同这一特点。而分离的基本过程是将待分离的同位素原料加热汽化，在离子源放电室内和电子发生碰撞电离（即让粒子带电），形成等离子体，通过电极系统引出后，形成具有一定能量和形状的离子束，利用带垫片的主磁铁产生的非均匀横向磁场实现偏转、质量分离和角聚焦，可同时获得同一元素的多种同位素，由接收器进行接收。

所以，EMIS-170电磁分离器主要由离子源系统、磁场系统、接收器系统、束流检测系统、供电系统、控制系统、真空系统、水冷系统、化学提纯系统组成，涉及等离子体技术、束流引出技术、束流输运技术、束流探测技术、真空技术、高压技术、计算机辅助控制技术等诸多领域，是多学科交叉的复杂系统。

最终，我国EMIS-170同位素电磁分离器2015年9月份改造完成并进行试运行，于2016年9月28日顺利通过国防科工局组织的最终验收。经改造后，EMIS-170同位素电磁分离器的稳定性显著提高，可连续开机超过24小时，对环境因素依赖小，不必像从前要看老天的脸色，遇高温、潮湿天气便不能开机。

改造后的EMIS-170同位素电磁分离器，总体技术达到了国际先进水平。自主研发的离子源，具备离子体密度和发射面稳定性高、寿命长的特点。研发的聚焦面自适应的接收器，可以随着磁场的波动自动进行适应性的偏移，保证了同位素的丰度。同时，铷同位素的纯度也在历史上首次达到“999”，即杂质小于1‰。

随着现代科技的快速发展，稳定同位素的应用元素种类和应用领域越来越广泛，比如它可以作为一些放射性同位素的辐照靶材；可以用来制作高端精密仪器设备；可以作为核电池的长效能源；可以追踪测量人体微量元素的吸收情况；可以作为示踪剂测出众多污染源的出处……作为特种功能材料，稳定同位素已经或即将成为基础研究、医学治疗、工业技术等许多领域不可或缺的关键材料，相信EMIS-170同位素电磁分离器的应用将越来越多。

三、北斗为什么自主研制原子钟？

作为导航卫星的心脏，高性能的星载原子钟对导航精度具有决定性作用。原子钟是利用原子跃迁频率稳定的特性来获取精准时间频率信号的设备，其研发涉及到量子物理学、电学、结构力学等众多学科，目前国际上仅少数国家具有独立研制能力。

星载原子钟，这个从开始立项就瞄准了打破国外垄断、步入世界前列的重点任务，无论是谁刚接手时都会有些挠头。面对研制中织乱如麻的问题，团队成员虽说早有心理准备，但还是没有预料到攻关居然会如此艰难，很多难题以前从未遇到，没有经验可借鉴。

理头续，也记不住多少个没有结果的结尾，产品交付进度节点必须保证， 日夜兼程的调试，大家就像上了发条的钟一样不知疲惫。为了搞定技术难题，团队白天黑夜连轴转进行实验、验证；环境试验时，团队成员多班倒，进行日夜守护和记录数据。大家都有过这样的神奇经历，做梦经常会梦到原子钟联调的情景：如何接线、如何搭电路，甚至示波器上如何显示，如同真实的工作场景一般。有时，技术人员一觉醒来，立马翻身下了行军床，赶紧将梦中的情境付诸现实，困扰多日的问题终于解决了。

四、北斗原子钟是谁研发的？

北斗原子钟是由中国国家卫星导航系统工程总设计师、中国卫星导航系统管理办公室主任杨长风教授领导的团队研发的。杨长风教授是中国科学院院士，也是中国导航领域的权威专家之一。他在导航领域具有丰富的经验和广泛的知识，曾参与了中国北斗卫星导航系统的设计和建设工作。北斗原子钟是北斗卫星系统中的核心设备，用于提供高精度的时间信号和频率标准，是保证北斗系统正常运行的重要组成部分。杨长风教授及其团队在原子钟技术研发方面取得了重要突破，使中国成为世界上少数几个拥有自主原子钟技术的国家之一。

五、gps卫星原子钟时间是否相同？

由于星钟频率不稳定而引起的测距误差不得大于3m。按光速3×108米/秒来计算，相当于时延10ns。但GPS的地面站每天至少要向卫星注入一次校频数据，所以只要求在一天内（86400秒）星钟的频漂不得大于3ns/86400≈10-13。这就是对星钟频率稳定度（长稳或频漂，计量上称不确定度）的要求。10-13是个什么概念呢？就是说每隔1013秒星钟误差不得大于1秒。。

也就是说300万年内星钟误差不得大于1秒。

在目前只有原子钟可以达到这一要求，所以当前国内外导航星钟都要采用原子钟；而且不外乎铯钟、铷钟、氢钟三种。

六、国内的手机现在用GPS还是北斗？

市面上常见的手机，除了苹果以外，基本都是北斗gps都用，还支持俄罗斯的格洛纳斯，欧洲的伽利略，甚至有支持日本准天顶的。

北斗在精度上确实比不上gps，但是那也是军用领域，民用领域是没区别的，毕竟精度早就超过民用级别了。而且北斗在亚太地区的信号要比gps更好。

使用北斗并不需要一款专用的软件，像一些大货车需要安装北斗定位那是因为以前的芯片并不支持北斗而已，手机的话，在几年前基本国产机的芯片都支持北斗了。

不要再觉得北斗是个吹出来的项目，老百姓完全用不上了，你们很多人都在用了，只是这没必要搞宣传而已，并且北斗的卫星除了简单的定位以外还有其他作用的。这种国家重器级别的项目谁敢造假啊。

七、北斗gps怎样校点？

找到当地的控制点，去读这个控制点后。在手簿里面有个点校正，但要注意的是上面是你读下来的控制点经纬度和大地高，下面那个是已知坐标高程。在点校正就可以了，然后再复核下点，可以坐标高程对的上就可以了。如果还是怕的话，在去复核其他控制点。等级一样高的控制点

八、北斗与gps对比？

北斗卫星定位系统在运行的高度和数量上都与全球卫星定位系统不一样，北斗为了选择更好的卫星轨道，相互之间的信号不干扰，所以将轨道选择在了比全球卫星定位系统还高的轨道上面，并且采用中继卫星的服务，因为远离近地轨道，所以北斗的安全性上面要比全球卫星定位系统高出很多。目前还没有哪种导弹能摧毁远地轨道上的目标，同时北斗卫星定位系统采用的是有源定位系统，这也就是说，在卫星导航软件上不单单可以知道你自己的清晰位置，并且可以让救援人员清楚的知道你在哪里被困，进而可以采取精准的救援行动。

另外，北斗在亚太地区的定位精度可以达到五米，授时精度可以达到惊人的10纳秒。北斗的另一项优势就是它具备短报文的通信服务。单次通信就可以达到将近1000个汉字，在汶川大地震时曾经发挥了巨大的作用。当时各种通信基本上都中断了，只有北斗将短报文顺利地发了出去，让外界在第一时间了解到了灾区的实际情况。

以上说的这些也只是在民用领域，在军用领域北斗一样重要。在战争爆发时卫星定位系统就好比是各型武器的眼睛，如果使用了别人家的卫星导航系统，是很不明智且危险的行为。相比于全球卫星定位系统，北斗的优势不仅仅是这些，北斗卫星导航系统的优势要远超过GPS。

九、gps包括北斗吗？

gps包括北斗。现在手机的GPS模块其实泛指卫星导航定位模块，并不是单纯指向美国开发的Global Positioning System（全球定位系统）的简称，我们手机中的GPS包括：美国的GPS系统、中国的北斗系统、欧盟的伽利略系统等等。

华为、小米、OPPO、vivo等品牌的手机大部分都支持北斗定位，另外，部分品牌的机型中还包括了如glonass等的系统，可以说，现在各类手机的卫星导航系统配置是一个“大杂烩”的模式。

十、北斗和gps对比？

1、生产的国家不同：gps是由美国海陆空三军联合研制的全球卫星定位系统；而北斗是由我国自主研发的全球卫星导航系统。

2、卫星的种类和数量不同：gps和北斗系统的卫星的种类和数量会因为时间的不同而发生改变。

3、所使用的信号不同：gps使用的双频信号；而北斗使用的是三频信号。

4、精准度不同：gps和北斗会因为地区的不同，所定位的精准度也会有所差别。

使用手机导航的注意事项：

1、首先需要开启手机的定位功能。

2、尽量身处在卫星信号较强的区域使用导航功能。

3、如果附近的高楼遮挡物较多，可能会影响到手机信号，这时应该重新更换一个信号良好的地方继续使用。

4、当手机的移动速度过快，可能会导致手机与卫星的信号无法连接，从而出现信号暂时丢失的情况。