为北斗体系装上“中国心”

来源:新华网   2月前   

中国迷信院武汉物理与数学研究所研究员梅刚华引导的课题组,是我国最早展开星载原子钟研究的团队。经过20多年的潜心技巧攻关,他们的成果获国度科技进步特等奖1项,国度技巧创造二等奖1项,部队科技进步一等奖1项。


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作为我国星载原子钟技巧的开创者、北斗卫星导航体系星载原子钟的重要研制者,梅刚华成功研制了我国完全自立知识产权的星载铷原子钟,为北斗装上“中国心”。

用专注诠释迷信家的工匠精力

甚么是迷信家的工匠精力?梅刚华认为:“天上不会掉落馅饼,做迷信任务,心态必定要静上去,要肯花时间专注地做好每件任务。”

卫星导航体系经过过程卫星与用户间无线电旌旗灯号传播时间丈量来肯定用户的三维地位坐标。假设能将光束传播1米间隔的时间测准,体系就具有了1米的定位精度。这类精度的时间丈量只能用原子钟来完成,所以星载原子钟是导航卫星的心脏,对体系的定位导航精度有决定性影响。

梅刚华用了20多年专注地做好了一件事,为中国的导航卫星做最好的“心脏”,为北斗装上了“中国心”。

上世纪90年代, 我国制订了北斗卫星导航体系“三步走”生长计谋。当时,星载原子钟技巧仅为多数西方国度所控制,在我国属于技巧空白。

可否完成原子钟技巧冲破,关系到我国北斗体系扶植的成败。而星载原子钟机理复杂、技巧难度极大年夜,要完成从无到有的冲破,其难度可想而知。

原子钟的核心部件微波腔只要一个菲林大年夜小,要在外面特定地位打几个槽,宽度是若干,深度是若干,当时没有计算机模仿仿真技巧,梅刚华只能一点点地测验测验,一个个地摸索,几抽屉的实验品都是他在有数个日昼夜夜、反反复复的实验中打磨出来的。

终究,他仰仗着不伏输的倔强,成功研制了开槽管微波腔,奠定了铷钟高稳定度和小型化技巧基本。国际威望专家认为该技巧是我国科技任务者在原子频标方面作出的“弗成多得的创新性供献”。

霸占第一道难关后,梅刚华又把目标锁定在铷光谱灯上,这是铷钟的另外一个核心部件。平日的谱灯光强起伏大年夜,铷样品消费快,没法在卫星的真空情况下任务。梅刚华带领团队经过过程有数次实验,创造了一种新型光谱灯,可以或许在真绝后提下经久稳定任务,克服了限制铷钟寿命和卫星情况适应性的重要妨碍。

20年完成由空白到领跑

星载原子钟不只要极高的精度请求,还有苛刻的寿命、靠得住性和卫星情况适应性的请求。

1997年梅刚华承当国际第一个星载原子钟预研项目标时辰,我国的铷原子钟精度比国际程度差了两个数量级,寿命、靠得住性和卫星情况适应性则完全没有设计概念,一切都须要从零开端。

梅刚华和他的团队20年如一日,一步一个足迹,前后研收回三代星载铷原子钟产品,完成了我国星载铷原子钟技巧从跟跑、并跑到领跑的生长。

2004年,北斗二号卫星体系进入工程扶植阶段,高性能星载原子钟遭到欧美蓬勃国度禁运,引进受挫,成为北斗工程关键技巧瓶颈。

梅刚华带领团队在前期技巧攻关的基本上,在不到两年时间里,研制出第一代具有完全自立知识产权的星载铷钟正样产品,核心目标达到国际先辈程度。随着北斗三号全球卫星体系扶植启动,他们很快研制出第二代星载铷钟工程产品,重要目标进步了近5倍,使这颗“中国心”具有了与世界最高程度相当的强大年夜能量。

尔后,梅刚华在国际初次提出高精度星载铷原子钟研发筹划,并于2016完成,使我国星载铷钟技巧达到国际抢先的程度。

不忘初心持续前行

回想20多年前,梅刚华在导师朱熙文老师长教员的殷切希冀下,毅然立志研制中国最好的星载原子钟,这颗炽热的“初心”一守就是20余年。

作为曾经取得诸多成就的国际原子钟范畴有名专家,梅刚华没有抓紧对本身的请求。如何才能把铷钟做得体积更小,重量更轻,精度更高……一个又一个成绩,他自问自答,在有数次逝世板无味的实验中,在堆满了实验品的仓库中,他和团队默默地寻觅着答案。

如今,高精度的时间频率信息成为浩大信息体系的关键要素,对原子钟的应用需求也愈来愈多。梅刚华的研究团队对准今朝国际上原子钟的重要生长趋势,在高性能铷原子钟范畴又取得了新的冲破。

客岁,他带领团队研制出一种超高精度星载铷原子钟,再次刷新了铷原子钟的性能目标。团队还以这些攻关成果为基本,开辟出一系列星载铷原子钟,可以满足不合卫星平台、不合载荷的须要,构成“型谱化”产品。

“中国心”星载原子钟承载着中国卫星导航事业的生长,承载着梅刚华平生的欲望。心之所向,乐此不疲,他正赓续前行。