铷钟|北斗心脏精度每三百万年差1秒 背后有哪些不为人知的故事？
7月31日，北斗三号全球卫星导航系统正式宣布建成开通。从1983年“双星定位”理论提出，到2020年完成全球组网；从单星研发到多星并举，从艰难追赶到昂首超越，一代代航天人接续奋斗，让中国的北斗终成世界的北斗。 北斗的研制背后有哪些不为人知的故事？
最强中国“心”！北斗心脏精度每三百万年差1秒
作为北斗卫星的“心脏”——铷原子钟，它的每一次跳动都直接决定着北斗卫星定位、测速和授时功能的精度。从打破国外技术封锁，到不断设计研发更高精度、更强能力的国产原子钟，研制团队付出了数十年的努力，走出了一条自主创新、自我超越的发展之路。
眼前的这个看着并不起眼的金属盒子就是北斗卫星的“心脏”——铷原子钟。已经79岁的雷文琦是我国第一代铷钟研制带头人。上世纪六七十年代，我国开始了对铷钟的研究，却只停留在理论和地面研究阶段。直到“要建设中国人自己的导航系统”这个目标出现，研制团队意识到铷钟这颗导航卫星的“心脏”必须由中国人独立自主完成。
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摆在雷文琦和团队面前的是从无到有，从纸上的理论到可以上天的产品之间巨大的跨越。
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航天科技集团五院西安分院 星载铷钟产品专家 雷文琦:我们不想受制于人，我们这一代人，上世纪六七十年代已经受到西方对中国实行高技术禁运，已经遭遇过这种情况。所以我们必须要尽量做到自力更生，研发自己的国产铷钟。
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“不想受制于人”，这是整个北斗工程最核心的精神。即便要面对简陋的条件，技术的封锁，甚至科研设备也少之又少。但是他们知道，中国的北斗只有自主创新一条路。
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2006年，我国第一台星载铷钟产品一飞冲天，搭载验证取得成功。团队来不及庆祝，就投入到了北斗二号首发星的研制任务中，而那时，属于他们的考验才刚刚开始。
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由于我国的北斗和欧洲的伽利略系统属于同步开展建设，依据国际电联的规定，用于卫星导航的频率资源采取先到先得的方式。也就是说如果不能在约定时间发射卫星，申请的频率资源就将作废。而此时，留给北斗二号首发星的时间只有不到一年。
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航天科技集团五院西安分院 星载铷钟产品首席专家 贺玉玲:当时任务非常艰巨，我们进口一台铷钟是要18个月才能交付，我们只有8个月的时间完成我们星载铷钟的研制，密密麻麻的任务节点就贴在墙上。大家都是吃住在实验室，哪怕是凌晨两三点钟，我们要爬起来去测试，去试验。没有白天黑夜一直在干。
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经历了没白天没黑夜的8个月，2007年4月14日，首颗北斗导航卫星终于竖立在了发射塔架上，此时距离我国申请的频率有效期只有三天的时间。而对于铷钟研制团队来说，只有卫星顺利升空并且传回了导航信号，才算真正成功。
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航天科技集团五院西安分院 星载铷钟产品首席专家 贺玉玲:真的是惊心动魄，（信号传回的时间）仅仅比国际电联规定的时间提前了4个小时。在导航信号播发的那一瞬间，我真的是感慨万千，忽然觉得自己再苦再累都是值得的。
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北斗二号首发星的成功，拉开了铷钟国产化的序幕。2012年，在北斗二号后期发射的卫星中，改变了以往的国产化铷钟为主钟、进口铷钟为备份的模式，国产化铷钟正式全面取代进口铷钟，精度提高到了每三百万年才会差一秒。
同时，为了追上北斗卫星的高密度发射，团队不断优化研制流程。如今的星载铷钟的批产能力已经达到了每年50台左右。为北斗导航工程铸造了一颗最强中国“心”。
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航天科技集团五院西安分院 星载铷钟产品专家 雷文琦:当初开始研究这个东西，我都不敢想象，也是原来我们这一代人的梦。我们实际上是老中青三代，他们做了很大的贡献，才把指标提升到这么高。
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航天科技集团五院西安分院 星载铷钟产品首席专家 贺玉玲:家人和小孩经常会抱怨我们，说你们是做“钟”的怎么是最不守时的？有时候为了获得一个更稳定的数据，可能需要反复测试，所以经常是不知不觉时间就过去了。抬头仰望星空的时候，想想自己的产品就在太空中遨游着，在那维系着我们国家的导航卫星系统，自己觉得还是很骄傲。
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