揭秘!北斗卫星导航系统的“心脏”是这样研发出

采访结束时，我问梅刚华:“铷原子钟技术走到头了吗?”

三

高精度星载铷钟于2013年研制成功，2015年开始装备北斗三号卫星。

通过激烈的竞争，武汉物数所拿到研究任务，便立即重建原子频标研究室，组建星载铷原子钟研究组。时任研究所所长叶朝辉院士亲自点将，由梅刚华出任研究室主任和研究组组长。

工程总体强有力地支持了梅刚华的意见。2011年，高精度铷钟和甚高精度铷钟两个攻关项目同时启动。一种技术同时布局两个项目，这在北斗系统技术攻关中是独一无二的。

趁热打铁。第二天，他到工厂加工了一个正式样件。再次测量，发现共振信号不仅还在，而且很强。短短两三天时间，一种新结构微波腔--梅刚华把它命名为开槽管微波腔--雏形就出来了。开槽管微波腔后来获得中国和美国专利授权，到现在仍然是精密测量院星载铷钟的主要设计特征。这种微波腔不仅体积小，场分布模式也很好，可以利用小体积原子气室获得高强度原子跃迁信号，这样就从根本上解决了铷原子钟高精度和小型化之间的矛盾。

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包括时任所长詹明生和梅刚华在内，武汉物数所所有在场的人都怔住了，他们像是被猛烈地抽了一鞭子。

“解决问题，要花大量时间找原因，原因找到了，问题就解决了一大半。”梅刚华说。

作者:黄传会

甚高精度铷钟的短期频率稳定度达到7×10^-13/τ^1/2,天稳达到3×10^-15，超过了GPS最新一代铷钟。测试结果发表后，甚高精度铷钟被国外同行认为是目前世界上稳定度最高的铷原子钟。

国家有关部门决策，立即开展星载原子钟技术研究。

为了这一天，梅刚华和他的团队呕心沥血、踔厉奋发。他们用20多年的时间，走完了外国人40多年走过的路，使我国的星载原子钟技术打破了西方国家的垄断和封锁，实现了从无到有、由有到强的跨越，使北斗系统有了强大的心脏。他和团队因此而先后获得十余项国家和省部级奖励和荣誉，其中包括国家科技进步特等奖、国家技术发明二等奖和全国创新争先奖。

采访我国著名原子钟专家、中科院精密测量科学与技术创新研究院(简称精密测量院)的梅刚华研究员，我们却是先从文学聊起的。

忽然，孙家栋停顿了十几秒，而后话锋一转:“恕我直言，武汉物数所的原子钟研究，比我想象的要好得多的多，但工程化能力，比我想象的要差得多的多。”

全场寂静。

“那是什么时候?”

“哦?”我有点儿意外。

孙家栋握着梅刚华的手:“刚华，我知道你们这几年拼得很苦啊!”

孙家栋说:“干北斗就需要有这么一股劲。有时候，看不到前方的曙光，但是咬牙坚持下去，可能就成功了。”

1985年，梅刚华硕士毕业，分配到中科院武汉物理与数学研究所(简称武汉物数所，精密测量院前身)，开始接触原子钟。武汉物数所是专业化从事原子钟研究的单位，为我国原子钟技术发展做出过重要贡献。但在20世纪80年代中后期，由于国际国内形势变化，原子钟研究经历了一段困难时期。1987年，梅刚华转向基础研究，研究激光与原子束相互作用机理和技术，凭着这方面的研究成果获得了博士学位，当上了研究室副主任。10年的积淀，他练就了扎实的原子分子物理理论和实验功底。这是做原子钟研究必备的基本功。

看来只能靠自己了。

优秀的文学作品是能陶冶情操，激励人生的。徐迟那篇风靡一时的报告文学，激励了一代学子献身祖国的科学事业。梅刚华就属于这一代人。

孙家栋说的工程化，是指航天产品研制生产要遵循一套严格的流程和规范。要生产出合格的航天产品，必须编写全套设计、工艺文件;装配、调试和测试现场必须满足严格的洁净度、温湿度要求，人员上岗要培训，要有资质;要编制试验大纲和试验细则，按规范完成振动、冲击、热循环、热真空等全套环境试验;所有过程都要翔实纪录，做到可追踪、完全受控。所有这些，当时的武汉物数所几乎都不具备。

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