妙笔文学

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第165章 争分夺秒（第1页）

那么原子钟究竟是什么东西，为什么能被称为卫星导航系统的心脏？

拿gps来说吧，它翻译成中文，就是全球定位系统。

而定位系统从字面上看，就是标定地球上某一个点的经纬度以及高程，但实际上呢，最重要的功能其实是授时。

说白了，就是“光速x时间＝距离”。

其中光速测了几百年，已经足够精准，所以真正需要的，还是时间计算上的精准。

但时间是看不见的，所以测量时间，就需要一个事情经历一個过程，去作为最基本的标尺。

机械钟表的钟摆，就是一个典型的标尺。

早期的钟摆摆动一次，测量的最高精度是一天误差10秒之内，但这样的精度，如果用来跟光速每秒30万公里来计算，结果将会差的离谱。

于是原子钟就出现了。

原子钟就是以原子震荡，作为最基本的时间单位。

原子核外面围绕着电子，电子在不同层面上运行，如果电子吸收了一个能量，就会跳到另外一层，然后又会跳回来，并且把吸收的能量放出去，这就是一个震动的过程。

如果把能量连续的注入原子，电子就会不停的从一个能级，跳到另外一个能级，然后再跳回来，形成连续的震荡。

这种震荡精度极高，几十万年、几百万年才会有一秒的误差。

原子钟，就是利用这个原理，来实现定位解算。

因为在导航卫星搭建的星际坐标系中，每个星座都有自己的坐标信息，通过测量我们与星座间的距离，就能解算出我们在该坐标系的位置。

所以在光速已知的前提下，时间测量越精密，位置解算就会越精准。

也就是说，原子钟的精度越高，导航系统的精准度，就会越高。

这，才是原子钟被称为卫星导航系统心脏的原因！

要知道，在卫星导航系统中，1纳秒（十亿分之一秒）的时间误差，就会导致0·3米的距离误差。

因此，想要做到高精密度的时间测量，也只有原子钟能够做到。

但是原理是原理，放在实际工程制造上，面临的问题，肯定是不少的。

首先，就是如何向源自输入能量的问题，同时如何计算众多原子产生的“嘀嗒”声。

这个“嘀嗒”声，可不是普通钟表指针跳动的那种“嘀嗒”声，事实上，它只是一种电磁波形式，听不见也摸不着，只是通过微波信号处理技术输出的能量。

也就是前面讲过的，那个人为注入到电子构件里的能量，进而利用其电子跃迁发生的震荡，输出高精度的频率信号。

这就会涉及到频率稳定性、准确性、日漂移率，以及整机高信噪比信号的输出……诸如微波信号低噪声、高稳定性、温控、电磁兼容性等一系列的问题。

再次，因为原子钟最原始的输出信号，还需要经过分析跟筛选，所以，就必然会涉及到电路设计问题。

这一切综合在一起，其难度之大，也就可想而知了。

只是，这事儿放在其它人身上，是一个天大的难题。

因为在国内，在这一领域属于从无到有，在一穷二白的基础上开始的。

他们需要从立项开始，就反复的摸索，进行各种方案论证、技术攻关、实验验证，从总体方案到电路设计，都需要一再优化调整。

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