今天

8月25日7时52分

我国再次以“一箭双星”方式成功发射

第35、36颗北斗导航卫星

这也是我国北斗三号全球系统

第11、 12颗组网卫星

随着越来越多的“北斗星”上天

北斗三号全球系统组网速度再次加快

导航的精度也越来越高

1

十亿分之三秒

你知道天上的“北斗星”

如何实现精准定位的吗？

1米是光在真空中于1／299792458秒

时间间隔内所经路径的长度

从这一角度来说

卫星导航就是测量时间

定位一米的距离

需要计量十亿分之三秒的时间

差之毫厘 谬以千里

导航卫星上用来计算时间的

精密装置就是原子钟

在北斗系统工程建设启动之初

我国这这一领域属技术空白

少数西方国家垄断了星载原子钟技术

对我国实行封锁禁运

星载原子钟技术难度极大

除了精度要求极高以外

还要满足苛刻的

小型化、低功耗、长寿命、高可靠性要求

能否突破关乎北斗系统建设的成败

经过多番周折

这一重任最终落到了

梅刚华和他的团队肩上

梅刚华

1955年出生

黄陂前川梅家湾人

生长在竹器制作家庭的梅刚华

从小耳闻目染，喜欢自己做各种小玩具

年岁稍长后，靠自己琢磨和捣鼓

做成了让同学羡慕不已的矿石收音机和晶体管收音机

这对于他今后科研工作发现和动手解决问题

非常有益

他前后花了三个月时间

解决了微波腔体结构的频率调谐问题

“我做进去之后就完全痴迷了，

觉得非常好玩。”梅刚华如是说。

正是这个“觉得非常好玩”的一种微波腔结构发明

最终成为铷原子钟核心部件乃至整机的样机基础

1978年梅刚华考入武汉大学

1985年从武汉大学物理系硕士毕业

来到中国科学院武汉物理所工作

在原子频标重点实验室从事原子钟研究

2

“让中国的北斗用上最好的钟！”

原子钟利用原子吸收或释放能量时

发出的电磁波来进行计时

由于这种电磁波非常稳定

再利用一系列精密的仪器进行控制

原子钟的计时精度

可以达到每2000万年才误差1秒

从而为卫星导航提供精确的时间测度

这是卫星导航系统的核心技术

对卫星导航系统的

定位、测速和授时精度具有决定性作用

也因此被称之为导航卫星的“心脏”

梅刚华团队抱着

“让中国的北斗用上最好的钟！”的信念

开始从事铷原子钟研究

理头绪，做实验

日夜兼程的调试

大家就像上了发条的钟一样不知疲惫

原子钟十分“娇气”

特别是星载原子钟的调试相当“磨人”

任何一个细微参数的变化

都可能影响到它进入太空的表现

因此每到整机调试阶段

都需要有足够经验的设计师亲自“操刀”

航天追求的是万无一失

为了获得铷原子钟一个关键部件的寿命数据

他带领课题组对试验方案反复论证和优化

进行了为期四年多的连续测试

没有正常休过一次长假

甚至为了解决一个技术问题

三天三夜没合眼

这个数据是目前国内积累时间最长、最为可靠的寿命数据

为原子钟整机长期可靠运行提供了宝贵的科学依据

在2007年

梅刚华团队成功研制出

具有完整自主知识产权

满足航天工程要求的原子钟工程产品

计时精度与美国GPS系统的同期技术相当

打破了国外技术垄断和封锁

并批量用于“北斗二号”卫星

为北斗系统于2012年完成亚太地区组网

并提供区域服务作出了重要贡献

3

“中国新速度”，从区域走向世界

计划于2020年建成的

“北斗三号”系统是我国自主建设的

世界四大全球卫星定位导航系统之一

其他三个分别为

美国的GPS系统、俄罗斯的格洛纳斯系统和欧盟的伽利略系统

随着北斗二号卫星工程建设的圆满完成

中国从根本上摆脱了对国外卫星导航系统的依赖

为我国经济建设和国防安全提供了有力保障

根据北斗系统“三步走”发展战略

在确保北斗二号卫星导航系统稳定运行

推进系统应用的同时

按计划实施北斗三号卫星导航系统建设

与北斗二号区域导航系统相比

北斗三号全球导航卫星的采用是

梅刚华团队研制的新一代高精度星载铷原子钟

计时精度改善了约10倍

达到100亿分之3秒水平

与美国GPS卫星最新一代星载铷钟并列

可以满足分米级导航定位需求

即定位精度可以达到人群间距这么近

让星载原子钟的计时精度提高1000倍

使得北斗的定位精度从100米提高到1分米

梅刚华的团队奋斗了20年

而这一段路美国人走了40年

面对如此成就，梅刚华却说

“我们这个技术还没有做到头

还有再发展的潜力。”

纵观世界各国研发自主卫星定位系统的历史

要建立自主的全球卫星导航系统

其实并不是一件容易的事

俄罗斯的“格洛纳斯”系统基本和美国GPS

同时开始发展

然而完成组网的时间却晚了30多年

雄心勃勃的欧洲“伽利略”工程

更是在欧债危机的拖累下缓慢前进

日本、印度等国的卫星导航系统研制

更是困难重重

中国的“北斗”奋起直追

2000年10月31日

从第1颗北斗导航实验卫星成功发射

到如今

北斗三号已成功发射12颗卫星

创造了航天界的“中国新速度”

按计划，2018年

我国将要发射18颗北斗三号组网卫星

覆盖“一带一路”沿线国家

到2020年前后

将全部发射完毕，向全球提供服务

在这巨大成就背后正是有无数个梅刚华们

支撑着北斗一步一步走向全球

他们，为什么能“主宰”时间，最终被时间所铭记？

20年来

梅刚华和他的团队一直追赶时间

一次次突破时间的极限

由于工作的特殊性

他和他的团队的艰辛和成果鲜为人知

没有鲜花也没有掌声

有的只是

繁重的科研任务和无数个日夜的辛苦攻关

梅刚华闲暇时也喜欢唱歌

除了《爱拼才会赢》、《洪湖水浪打浪》这些老歌

尤其喜欢流行的、刘若英演唱的《为爱痴狂》

二十多年来梅刚华钟情向北斗

他为爱痴狂，为星载原子钟而痴狂

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