各导航系统使用的时钟

概述

美国GPS导航卫星采用了铯原子钟和铷原子钟结合的方式;

欧盟Galileo导航卫星采用了铷原子钟和被动型氢原子钟结合的方式;

俄罗斯Glonass-K三代导航卫星也将采用铷原子钟和被动型氢原子钟结合的方式。

北斗导航卫星正在开展铷原子钟和被动型氢原子钟相结合的授时方式。

铷原子钟:体积小重量轻、功耗低、技术难度相对较低、可靠性高等优势,但长期稳定度和漂移率指标相对较差;

铯原子钟:低漂移特性,不过寿命是致命短板;

被动型氢原子钟:稳定度指标在传统三样中最优,研发难道高。

1. GPS

早期的GPS使用的霍普金斯大学研制的石英振荡器,相对频率稳定度为10^-11/秒。误差为14m。

1974年以后,GPS卫星采用铷原子钟,相对频率稳定度达到 10^-12/秒,误差8m。

1977年,BOKCK II型采用了马斯频率和时间系统公司研制的铯原子钟后,相对稳定频率达到10^-13/秒,误差再降为2.9m。

1981年,休斯公司研制的相对稳定频率为10^-14/秒的氢原子钟使BLOCK IIR型卫星误差降至仅为1m。

2. 北斗

  1. 早期北斗试验系统的卫星原子钟是由瑞士进口
  2. 北斗二号的星载原子钟逐渐开始使用中国航天科工二院203所提供的国产铷原子钟。
  3. 2015年有发射载有星载氢原子钟的北斗卫星。
  4. 203所2017年9月30日成功研发了星载铯钟,预计北斗三号可能使用。
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