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為什么原子時鐘技術被列為衛星導航系統五大關鍵技術之一？

添加時間：2018-09-13 11:43:31 來源：環球新時空信息技術研究院

　　衛星導航的測量原理，最終歸結為時間測量，而且要求精度極高，好在人們在時間測量上所達到的水平非常高，這是人們好幾十年奮斗的結果，高精度的原子時鐘一般可達到10萬年才差1秒，而美國的最新成果NIST-7達到了300萬年才差1秒。為了實現高精度的時間測量，衛星導航系統把原子時鐘作為其工作的心臟，如每個GPS衛星均裝有兩臺氫鐘和兩臺銣鐘，以確保衛星有效載荷能長期不間斷地穩定工作。

　　GPS本身是作為軍事工具誕生的，而原子鐘使得GPS得以實現。原子鐘是在二次大戰前不久開始的基礎研究。為了研究原子的基本結構，科學家們開發了制作高精度原子鐘技術。他們的靈感與超高精度導航風馬牛不相及，但是制作時鐘的夢想足以研究時間本身的內在特性，這正是愛因斯坦重力理論所預測的重力對時間的影響，即所謂的重力紅移。19世紀20年代后期，最精確的計時計還擺脫不了鐘擺，后來它們又被基于更為精確的石英晶體規則振動的時鐘所替代，當時的時間精度保持在每天誤差為千分之一秒內。當然這樣的精準度，是那些想研究愛因斯坦重力理論的科學家無法接受的。按照愛因斯坦理論，重力場會使空間和時間產生畸變失真。因此，放在喜馬拉雅山珠穆朗瑪峰的鐘，每天要比放置在海平面上的同樣的鐘快三千萬分之一秒。進行這種精度的時間測量的唯一辦法是由原子本身無窮小的振動所控制的時鐘，即原子鐘來實現。

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