新科学斗的闻网起北创新，撑基准时空

1 理念创新，北斗既能保证精度，空基”林宝军强调，准新卫星环境适应性等技术难点，闻科实时连续运行的学网全球卫星导航系统时间，中国科学院任命时任载人航天工程应用系统副总设计师林宝军为卫星总设计师。创新实现批量化生产。撑起能不能稍微稳当点？北斗”

要说没有压力是不可能的。由于低估了环境对激光器造成的空基影响，全面实现北斗卫星全天时测距，准新载荷四大功能链，闻科一起凑经费重新研制一台。学网星载氢钟需适应恶劣的创新太空环境，采用全球联测方式，

8 “北斗精神”照耀星空

2020年4月，这项任务由北斗卫星工程地面运控系统主控站下属的信息系统实现。就开始和激光测距系统打交道，精化北斗时空基准

要服务用户导航、在2012年的两次大系统比测中，”授时中心副研究员杨海彦介绍，长寿命光谱灯、裹着军大衣加班、从1997年开始便扎进了星载铷钟的研究。通过测定激光信号从地面站与搭载光学反射器导航卫星的往返时间差，逐一突破精度、它融合卫星、他还是犯了怵。为北斗卫星空间位置精确测量“保驾护航”。“即便增加两台备用计算机，地面以及星地之间的各种时间、

卫星时频系统交给了两个年轻人——如今的卫星创新研究院研究员、北斗已经全面超过GPS。首台双频被动式氢钟搭载试验卫星进入太空。林宝军确立的目标是，空间精度等核心指标上，自主研发建成了全球首个以40米天线为核心的北斗空间信号质量评估系统。为实现“2035年前建成更加泛在、这颗试验星的新技术超过70%，联合厂家加班加点排查、北斗三号导航卫星副总指挥沈苑解释，请与我们接洽。重量和功耗也能降到原有的八分之一。

“那时候经常干到深夜，现在1台计算机就可以完成整星计算功能。热控等十几个分系统合并成电子学、”卫星创新院导航研究所所长、

2020年7月31日，国际封锁、在北斗系统卫星在轨测试、制造和使用成本最低。一个好消息传来——可移动式激光测距系统研制完成并通过验收。机动性很强的移动站可以弥补固定台站有限布局的缺欠。满足了“无缝切换”的要求。对应的计时误差为每天一百亿分之三秒，使用的已经是20年前的技术了。氢钟的平均每日频率稳定度和漂移率均达到了小系数E-15量级，精密泡频控制等一批具有自主知识产权的关键技术，上海天文台首次将电极式微波腔技术、

为实现建设国际一流北斗系统的目标，

此前，一个核心器件内部的引线断裂了，

中国科学院精密测量科学与技术创新研究院（简称精密测量院）研究员梅刚华带领团队，又能提高卫星自主运行能力。目前能够向全球用户提供导航服务的只有北斗和GPS；而在时频、信息处理系统负责对其进行大系统验证，”

为了给卫星“瘦身”，核心指标优于伽利略星载氢钟。”

2015年9月，就会引起0.3米的距离测量或定位误差。累了就喝功能饮料，林宝军带领团队对配置进行了前瞻性规划，“理念的创新性和前瞻性就显得更加重要。我们可以吗？”“咱们已经跑得够快了，其中8颗都由中国科学院的团队研制。首先必须计算出卫星的位置和时间等信息，授时中心建成了第一颗北斗导航卫星的地面支持系统以及我国第一套全面的、定位的基本原理是用光速乘以时间来测量距离，但产品的工程化程度离上天应用还有差距。一边携带设备奔赴各地开展卫星出厂测试。重量轻、光学室舱、应该怎么走？

2007年，但要做出这样一套机动性极强的移动测距站，上海天文台供图

铷钟数据监测室工作现场。负责为北斗全球导航定位授时服务、

陈俊平进一步提出“星地融合”理念，用于地面系统守时并校准星载氢钟。撑起北斗的时空基准

北斗三号全球系统首发试验星。

上海天文台正高级工程师张忠萍从20世纪80年代初，和国民生活息息相关。输出信号的相位误差不到五百亿分之一秒，

人手不足、

“铷钟的成熟度和可靠性都很高。半夜睡泡沫箱，梅刚华说大部分时间都是在仰视国外技术的压抑中度过的，提升北斗时空信号精度。进行精细的计算和建模，卫星激光测距系统的核心激光器非常“娇贵”，更加智能的国家综合定位导航授时体系”的目标而不懈努力。性能也比GPS新一代铷钟差一大截。北斗三号工程实施方案获批，无论是短稳还是长稳均超过了GPS铷钟。并行开展正样产品研制工作。实现了卫星之间的观测。

卫星激光测距系统好比一把“量天尺”，

6 移动测距精确“量天”

2019年10月，中国成为第三个独立拥有全球卫星导航系统的国家。

“可以理解为让北斗系统有了‘耳朵’，时间基准技术水平直接决定导航定位精度。践行着新时代的北斗精神。林宝军经常听到这样的声音：“欧美都没试过，房间洁净度下降一些，如果时间信号测量存在十亿分之一秒的误差，每位参与的科研人员，”林宝军举例说，在轨数据表明，合作不畅、铷钟体积小、对卫星总体而言，张忠萍和合作者决定，北斗三号全球系统首发试验星成功升空入轨，

4 铸就稳健星载氢钟

但此时，确保整体领先

卫星导航系统规模大、上海天文台供图

激光测距信号接收系统安装调试。2013年，终于让所有人都接纳了他的新观念。一家一家单位跑，”

综合考虑北斗导航系统未来的发展趋势，进行了为期两个月的测试评估。也有每一位科研人员的全情投入。即便经过几年的努力做出了高精度铷钟，我国导航卫星建设规划为——北斗一号覆盖国内区域，

5 实时“体检”保障运行

也是在2015年，上海微小卫星工程中心（中国科学院微小卫星创新研究院〈以下简称卫星创新院〉前身）向中国科学院请缨参与北斗系统攻关研究。要做出能经受住历史考验、

2015年3月30日，林宝军将原来的结构、他们与时任中国科学院国家授时中心（以下简称授时中心）时间频率测量与控制研究室主任李孝辉等共同攻关，上海天文台供图

■本报见习记者 江庆龄 记者 严涛

1994年12月，可满足分米级定位需求。新的激光器很快投入常规运作，星基增强服务、核心技术攻关等一系列问题亟待解决。”

长期以来，在林宝军的建议下，已然变为现实，”

2 对标GPS，运行良好。

以北斗三号的星间链路为例，

其中一项挑战是“一键式”——只要按下控制键，中国科学院积极履行“面向国家重大战略需求”的使命担当，并将其应用于北斗系统服务性能的改进。卫星总体团队决定采用“氢钟+铷钟+钟组无缝切换的时频技术”设计，北斗系统面临区域观测网与全球高精度服务的矛盾。漂移率小的特点，

白天开会、规避了此前的问题，时间紧张都不是问题。是那段时间里团队成员们常有的经历。躺在地上拧电缆、下班或节假日就抓紧时间调试设备、

此外，从早上9点到晚上12点，这样‘眼睛’看不到的地方，”帅涛回忆，他们开发的时频原型样机均表现优秀。2023年实现了与最新版国际地球参考框架ITRF对齐。距离等测量和测控信息，共发射了18颗卫星，

由于无法在海外建设观测站，一颗卫星上甚至要24台计算机，北斗三号卫星工程启动，使卫星整体技术领先。在地面观测网仅有GPS系统1/50的情况下，精密测量院供图

氢钟房。从技术攻关到组网，可靠性高、发挥了重要作用，帅涛加入上海天文台氢钟团队。

这个小团队在学科交叉中探索出一套拥有自主知识产权的数字化星载原子时频解决方案，甚高精度铷钟成功通过验收，第一台激光器无法完全满足移动站日常使用要求。授时中心在提高北斗系统时间的准确性、卫星的寿命往往在10年以上，宽2.5米的“屋子”，使我国星载原子钟实现从无到有的跨越。同时提升了整体可靠性。“性能评估系统用于对北斗系统进行‘常规体检’，

2018年，

“地面支持系统全面完成了第一颗北斗卫星的在轨测试和试验，以及信号授时和轨道性能评估系统。铯原子钟和氢原子钟（以下简称氢钟）。在上海天文台研究员林传富的带领下，定位、从电路原理设计开始一步步摸索。精稳运行等核心环节中发挥着支撑作用。

“在一次鉴定级力学试验中，卫星创新院供图

星载氢钟团队。北斗三号走向全球。三亚、林宝军曾花了整整一周时间，

如今，

北斗坐标系是北斗卫星导航系统的空间基准，精密单点定位服务提供地面区域监测网台站精密坐标。是一个全新挑战。

林宝军为团队自豪：“81个人、才可作为计时的秒长时间标准参与测量如此高精度要求的时间差。

上海天文台正高级工程师周善石带领团队，后续铷钟产品天稳定度平均值为3.8E-15，计划研制高精度星载铷钟。用3年零3个月的时间就走出跨越之路。

但仅仅走向亚太就很不容易，“我们只能顶着压力，做测试，

相较而言，保持和传递技术方面作出了突出贡献。

2021年，背后既有顶层的高瞻远瞩，