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  (新中国70年)北斗“心脏”之星载铷原子钟研制:从空白到领跑 

  中新社武汉8月18日电 题:北斗“心脏”之星载铷原子钟研制:从空白到领跑

  作者 马芙蓉 杨婷婷

  星载原子钟是卫星导航系统“心脏”,对系统定位和授时精度具有决定性作用。中国科学院武汉物理与数学研究所(简称“武汉物数所”)研究员梅刚华率队历经20余年攻关,研制出具有完整自主知识产权的星载铷原子钟(简称“星载铷钟”),整体性能实现国际领先。

  记者近日走近梅刚华及其团队,揭秘星载铷钟研制历程。

  从零开始反复试验

  上世纪90年代,中国制定北斗卫星导航系统“三步走”发展战略,作为其中关键技术的星载原子钟,在当时的中国属于技术空白。

  可用作星载原子钟的有氢原子钟、铯原子钟和铷原子钟。三者相比,铷原子钟体积小、重量轻、功耗低、可靠性高和寿命长,制造和使用成本也最低,因此为各国导航系统普遍采用。

  在从国外引进星载铷钟遭拒后,中国开始自主研制之路。兼具原子分子物理与无线电物理学科优势的武汉物数所,成为中国最早开展星载原子钟研究单位。

  梅刚华回忆,1997年承担首个星载原子钟预研项目时,他和同事对铷原子钟的寿命、可靠性和卫星环境适应性等完全没有设计概念,只能反复设计、试验、改进,寻找最佳答案。

  铷原子钟核心部件微波腔,直接决定原子钟信号强弱。团队不断尝试,用时一年多研制出开槽管微波腔,奠定铷钟高稳定度和小型化技术基础。团队还发明一种新型铷光谱灯,克服了限制铷钟寿命和卫星环境适应性的主要障碍。

  “让北斗用上最好的钟”

  历经多年努力,团队在2007年研制出可满足卫星导航系统1米定位精度应用需求的第一代星载铷钟,产品批量装备在北斗二号卫星,为北斗系统在2012年完成亚太地区组网并提供区域服务作出重要贡献。

  团队立志“让中国的北斗用上最好的钟”,近五年来先后研制出第二代高精度星载铷钟和第三代甚高精度星载铷钟。其中,第二代产品批量装备北斗三号卫星;第三代产品则是目前世界上性能最高的铷原子钟,在2018年年底首次用于北斗三号卫星。

  在武汉物数所展示室,10余种原子钟样机依次排列,述说着升级迭代历程。记者看到,早期的氢原子钟有1人多高,最新一代的星载铷钟则只有鞋盒大小。梅刚华介绍,原子钟的发展趋势是体积越来越小,性能越来越好。

  目前,武汉物数所是中国唯一具备星载铷钟整机设计和研制能力的单位。梅刚华透露,近几年北斗三号系统建设高峰期,每年由该所交付使用的星载铷钟达10余台。截至目前,共有45台该所研制的星载铷钟随北斗卫星上天,另有6台用在其他卫星上。

  “吃着碗里,看着锅里”

  2000年底,中国建成北斗一号系统;2012年底,建成北斗二号系统,向亚太地区提供服务。目前,正在实施北斗三号系统建设,计划在2020年前后,建成北斗全球系统。

  梅刚华表示,现有的星载铷钟完全可以满足北斗三号系统定位精度应用需求,但“搞科学研究,要吃着碗里,看着锅里,往后多看几步。”他和团队还在研制下一代星载原子钟——汞离子钟,已制作出原理样机,精度预期比甚高精度星载铷钟更高。

  梅刚华透露,除星载原子钟外,实验室还研制出可搬运钙离子光钟原理样机和仅手表大小的芯片级原子钟,前者有望用于北斗地面站,后者可用于高性能北斗接收机。(完)


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  中新社北京8月17日电 题:“最美支边人物”段玉平:在海拔4700米高原上扶贫

  中新社记者 刘育英

  “无怨无悔”,8月初结束了三年在西藏阿里地区改则县的扶贫工作,中国移动援藏扶贫工作人员段玉平在北京对记者表示,自己其实还有好几件事放不下。

  2016年,段玉平看到援藏干部选派通知后,递交了申请。当年7月,在中国移动江苏公司连云港分公司就职的段玉平奔赴西藏,担任阿里地区行署副秘书长,改则县委常委、副县长。

  改则县位于西藏西北部,距离拉萨1100公里,开车要走1天半,交通十分闭塞。改则县平均海拔高度4700米,空气中的氧含量只有平原的60%。身体结实的段玉平,刚到改则时,因为缺氧,头痛,说话也使不上劲。

  “灰色”,这是段玉平对改则县的印象。改则县全年200多天刮七级以上大风,全年平均气温零下0.2摄氏度,冬季长达8个月。

  在调研中,段玉平发现,改则县的蔬菜全部从内地经拉萨转运而来,碰到大雪封山,运菜车半个月都来不了。段玉平萌生了种菜的念头。他首先面临三个困难:一是土壤,改则县多沙土和冻土;二是气温太低,蔬菜没法生长;三是当地没有自来水,浇菜也成问题。

  当地工作人员都说在改则县种蔬菜不可思议。段玉平却很倔强。“土壤不行,我们项目团队先挖掉1米多深的冻土,到800多公里外的日喀则运回上千立方的土,加上河里的泥沙和当地的羊粪一起填进去,这样就解决了土壤问题”,段玉平说,没有水,项目团队就打井抽水。

  为了解决温度问题,项目团队搭建了塑料大棚,大棚外面加盖了棉被,但棉被需要用电动机拉拽来铺盖。改则县极度缺电,项目团队又买来两台柴油发电机。

  在蔬菜技术人员的带领下,2017年底,9个蔬菜大棚开始试种,7个月后,第一批芹菜和西葫芦出棚。到现在,蔬菜大棚已经种出了白菜、香菜、黄瓜、空心菜、花菜等。今年又有37个大棚在建设之中,全部投产后,预计解决县里30%人口的吃菜问题。

  改则县是国家深度贫困县。三年来,中国移动为改则县捐赠援助资金近7000万元(人民币,下同)。如何用好这笔钱?经与当地政府协商,确定了蔬菜大棚、糌粑加工厂、安居工程、冬季牧草购置等14个项目。糌粑厂成立后,不仅帮当地民众吃上新鲜廉价的主食,还解决了十几个贫困户就业。

  出于生态保护的要求,改则县地下丰富的矿产资源不能开发。“改则县产业经济发展出路到底在哪里”,段玉平经过调查研究,从自己分管的领域入手,成立县旅游开发公司。得知牧民利用高原上的珍贵草药,手工做成藏香,药用价值很高,他便组织集中收购乡里手工作坊中的藏香,注册商标后销售,打造“麻米藏香”品牌,仅此一项一年销售额就有10万元。

  只要有机会,出身农家的段玉平就向牧民“灌输”“知识改变命运”的理念。“其实藏族小孩是非常聪明的”,段玉平通过自己朋友圈召集157人参与帮扶,捐款超过48万元,点对点结对帮扶贫困学生397人次。

  2016年,段玉平决定以“帮扶父亲”的身份帮助其美卓玛,资助她的学业和生活。卓玛父亲离家出走,母亲残疾,他格外心疼这个跟自己女儿年龄相仿的女孩。段玉平夫妇帮助卓玛买了各种生活用品。

  今年7月22日,中央宣传部发布2019年“最美支边人物”先进事迹,其中就包括段玉平。

  回到内地后,段玉平还牵挂着蔬菜大棚、扶贫项目、改则的教育和小姑娘其美卓玛。“援藏干部会一茬一茬地去,西藏未来一定会发生翻天覆地的变化”,段玉平说。(完)


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  新华社哈尔滨8月17日电(记者梁冬)为防范新一轮强降雨天气对电力设施的破坏,国家电网黑龙江省电力公司16日紧急启动防汛Ⅳ级应急响应,组织各地供电公司对重要用户开展电力设施防汛风险排查,及时排除供电隐患,降低暴雨带来的停电风险。

  连日来,黑龙江省多地遭遇雷暴大风强降雨天气,哈尔滨、大庆、齐齐哈尔等地多个县区的电力设施受损,数万用户用电受到影响。

  面对灾害,国网黑龙江省电力公司立即启动应急抢险预案,已组织抢修人员万余人、车辆千余台、大型抢修机械超百台开展应急抢修工作,部分停电用户相继恢复用电。

  为应对强降雨天气,国网黑龙江电力公司要求各级供电公司严格执行应急值班纪律,各级应急指挥中心保持24小时互联互通,及时报送天气、设备异常情况。

  同时,黑龙江电力部门强化电网实时运行管控,加强负荷异动管理,确保电网电源充足,最大限度降低电网运行风险。


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