2018年底，北斗三號基本系統(tǒng)完成建設(shè)，正式向“一帶一路”及全球提供基本導(dǎo)航服務(wù)，這標(biāo)志著北斗系統(tǒng)服務(wù)范圍由區(qū)域擴展為全球，北斗系統(tǒng)正式邁入全球時代。

“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自主研發(fā)、獨立運行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，該項目全面啟動是在1994年（恰好是在“銀河號”事件之后）。作為導(dǎo)航衛(wèi)星的心臟，高性能的星載原子鐘對導(dǎo)航精度具有決定性作用。

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定位原理是通過近似于三角測量的方法實現(xiàn)的。接收機——比如手機、汽車導(dǎo)航儀器等等，它接收多個導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射的無線電信號，而我們知道這些導(dǎo)航衛(wèi)星的信號是以光速傳播的，那么，只需要測量這些信號從衛(wèi)星發(fā)出到自己接受到，各自花了多少時間，通過這個時間，接收機就能計算出它相對于多顆衛(wèi)星的遠近關(guān)系。所以時間測量越是精密，你的位置解算也就越是精密。而要實現(xiàn)對時間的精密測量，就需要原子鐘。

現(xiàn)有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)所使用的原子鐘類型分為氫原子鐘、銣原子鐘、銫原子鐘三種。原子鐘的概念最早是在1944年，由美國科學(xué)家、諾貝爾獎獲得者伊西多·艾薩克·拉比（這位老兄也是核磁共振儀的發(fā)明者）提出，他發(fā)現(xiàn)原子的自然共振頻率本身極為精確，因此依靠這一原理，就可以制造出數(shù)千萬年才會誤差1秒鐘的超高精度計時系統(tǒng)。（題外話：從這位諾貝爾獎獲得者的身上，我們可以發(fā)現(xiàn)一個道理，成功的科學(xué)家，單有一方面的知識可能還不夠，還需要以原有知識作為樹根，然后將各個領(lǐng)域的相關(guān)知識融合進來讓思維的大樹開枝展葉。按當(dāng)下時髦的話講，這叫作“跨界思維”。）

伊西多·艾薩克·拉比

有關(guān)資料顯示，在北斗系統(tǒng)研制的初期，我國并不具備自主生產(chǎn)原子鐘的能力，只能高價從歐美購買，但有些國家對我國實施了嚴(yán)密的技術(shù)封鎖，有些國家則乘機漫天要價獅子大開口(筆者在寫這篇文章時，專門在91儀器信息網(wǎng)上查了一下，某型歐洲產(chǎn)商用原子鐘，價格在50萬~100萬)，最后不得不逼著中國人走自主研發(fā)的道路。

臥薪嘗膽，中國隱忍了十余年后，2007年我國首批國產(chǎn)銣原子鐘上天服役，實現(xiàn)了國產(chǎn)星載原子鐘零的突破。2015年我國又再次成功發(fā)射搭載國產(chǎn)氫原子鐘的北斗二號衛(wèi)星。2017年發(fā)射的北斗三號衛(wèi)星已經(jīng)實現(xiàn)了國產(chǎn)的銣原子鐘和氫原子鐘全面替代進口產(chǎn)品。去年，中國航天科工集團公司二院203所又已啟動汞離子微波鐘立項研制。相關(guān)專家介紹，作為我國的新一代超級原子鐘，它在未來深空探測和衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域?qū)⒂泻艽蟮膬?yōu)勢，有望應(yīng)用于下一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。