揭秘!北斗卫星导航系统的“心脏”是这样研发出(2)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】:梅刚华讲了一个“归零”的故事。有一次，一台产品交付后出现异常，他们将产品取回做了处理后交给总体，可一通电又出现同样的问题。于是他们沉下心梅刚华讲了一个“归零”的故事。有一次，一台产品交付后出现异常，他们将产品取回做了处理后交给总体，可一通电又出现同样的问题。于是他们沉下心来一个个部件、一个个元器件仔细排查，最后发现是一个电子器件装配方式不合理，属于批次性质量问题。他们将那个批次的产品全部召回，问题是彻底解决了，可就是解决这样一个看似简单的问题，却花掉他们半年的精力。
孙家栋院士一直在关注着武汉物数所，亲自带专家组前来考察。
梅刚华笑了，“那么大的雄心壮志倒没有。不过，那篇文章对我下决心考大学起了很大作用。”
▲甚高精度星载铷原子钟。这是中科院精密测量科学与技术创新研究院研制的第三代星载铷钟，2018年装备北斗三号卫星。
2009年，定位和授时精度更高的北斗三号全球系统工程正式立项。
他们系统研究了铷原子跃迁谱线的各种频移机制和控制方法，更换了气体配方，优化了工作参数，使光频移、温度频移、微波功率频移和磁场频移减小了一个数量级，为改善铷钟的长期稳定度创造了条件。
2020年7月31日，北斗三号全球卫星导航系统正式开通。在北斗三号系统全部35颗卫星上，每颗卫星都装载有精密测量院的铷钟。
怎么办?紧急动员，亡羊补牢。
梅刚华的意见是高精度铷钟和甚高精度铷钟同时上，其中甚高精度铷钟的指标要完全对标GPS的新一代铷钟。在项目评审会上，他掷地有声地表示:我们中国北斗的目标是建成一流的北斗，世界的北斗，所以必须用上最好的钟!
梅刚华十分感动，说:“孙老，有您这句话，所有的苦都值得。”
“黄老师，我知道您是写报告文学的，我喜欢报告文学。”
二
导航卫星用的星载原子钟，是原子钟中的极品。不仅精度要求高，还要满足小型化、低功耗、可靠性、寿命和卫星环境适应性的苛刻要求，技术难度极大。当时掌握星载铷原子钟技术的国家只有美国和瑞士。
蓦地，我心中不由得升腾起一种自豪感，为梅刚华和他的团队，更为他们永无止境的探索和创新精神!
但是，真正的考验还在后头。
“我读过徐迟的《歌德巴赫猜想》。”
听了汇报，看了实验室，孙家栋对梅刚华团队几年来的努力和取得的成果，给予充分肯定。
梅刚华1955年出生于湖北黄陂县(现在的武汉市黄陂区)，父母是县城里做竹器的工匠，小时候就喜欢动手动脑，帮大人干些简单的竹器活。读小学时和同伴一起去钓鱼，他的渔具全部是自制的，包括鱼竿和鱼篓。大一点了，他对无线电产生了兴趣，初中时就自己动手装了只矿石收音机，高中时已经能做便携式单管收音机了。1974年高中毕业后下乡当知青，到农村劳动锻炼，后来又在第一冶金建设公司当了两年工人。1978年考入武汉大学物理系。本科4年，研究生3年，学的都是半导体专业。
梅刚华带领团队，又开始了新一轮的拼搏。如同参加一场马拉松赛，前一段赛程，他们一直在努力跟跑对手;这一段赛程，他们将发起冲刺，要追平乃至超越对手。
仅用了两年多时间，物数所不仅完成了星载铷钟初样和飞行件两个阶段的研制任务，实现了首台铷钟飞行件上天，质量体系同时也建立起来。质量控制能力实现了三级跳，总体单位对物数所产品质量控制的评价从“基本不受控”变为“基本受控”，再变为“受控”。
微波腔设计水平也上了新台阶。以前，靠的是经验设计，哪怕修改一个设计参数，都要花上几个星期的时间反复验证，费时费力。这一次，他们利用计算机软件进行仿真设计，所有参数设计一次到位。很快，各种尺寸的微波腔设计出来了，微波场分布模式也得到进一步改善。
两种新结构腔相比，他觉得分离环腔更有优势，关键是如何把它从一个分离的、松散的结构变为一个一体化的刚性结构。多次尝试都不见效果。一天下午，他突然想到一种方案，来不及等工厂加工，说干就干!他找来一块铜片，在上面锉了几个槽，然后卷成一个管，再用铜皮包上没开槽的那一端，塞进一个金属圆筒。在仪器上一测量，马上就看到了共振信号。他将钟达、安绍锋几个骨干叫来，大家一看，都很兴奋。 文章来源：《全球定位系统》 网址: http://www.qqdwxtbjb.cn/zonghexinwen/2022/0516/532.html