（本地）代代接续追北斗 不悔初心砥砺行 讲述五一○所“北斗人”的故事

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自国家开始规划北斗导航系统项目以来，已经过去了20多年。今年，北斗任务最后一颗组网卫星发射，北斗三号全球卫星导航系统星座全面部署。我国终于有了自己的导航系统，可以实现快速准确的全球定位，为全世界提供高质量的导航服务。在过去的20年里，北斗一步步的成长，离不开那些始终坚持原创，不断克服困难的“北斗人”。中国航天科工集团510所(以下简称510所)中有一批这样的“北斗人”，他们“临危受命，临危不惧”，他们“智谋、积累、沉淀”，他们“继续奋斗，肩负重任”，为510所科研实力的增强，为北斗使命的顺利结束做出了贡献。

崔——“先锋”打造中国精密

崔，510研究所研究员，最早从事北斗关键产品国产铷钟实物部分的研发。

2004年底，崔开始负责铷钟物理部分的研发。星载铷原子钟的物理部分从无到有，从多到多，从多到精，这是崔卓越的技术保证卓越品质的丰硕成果。

2004年，北斗导航定位系统核心单机星载铷原子钟引进受阻。崔·仲晶作为铷原子钟物理部分的技术负责人，在生命垂危之际，利用量子物理知识和真正的空技术，结合长期的前期研究工作。

有困难技术研究的经验。通过改进北京大学铷原子钟物理部分样机的设计，采用有效的方法，采用关键材料，优化工艺参数，在短时间内攻克了许多关键技术，完成了铷原子钟物理部分的研制。我国自行研制的星载铷原子钟是与总体单位合作组建的，保证了试验星和原型星计划的顺利实施。这使我国摆脱了国外进口限制和国内发展困难的尴尬局面。星载铷原子钟物理部分的成功研制及其在轨稳定运行，标志着我国的技术达到了国际先进水平，保证了北斗导航系统的建设按计划进行。

铷钟的物理部分研制成功后，崔和他的团队面临着一个新的问题——如何将铷钟的物理部分从单一研制转变为批量生产。作为铷钟部分物理产品的首席专家，崔和他的团队成员精心策划并建立了基于小批量生产的产品工艺方案。同时，深入研究影响产品性能的物理因素，全面实施可靠性设计，验证环境适应性，解决铷减少、铷泡寿命长等问题，提高信噪比、降低温度系数等关键技术。通过固化产品基线、成型产品，交付的产品质量稳定、工作可靠，为北斗导航系统建设提供了有力保障。

在做好模型研发和生产的同时，瞄准未来发展，开展了高精度和超高精度铷钟物理部件的研发，培养了发展潜力。面对北斗三号的新需求，他创新性地提出了三泡物理配置——单控温。通过优化设计，铷钟物理部分的技术指标有了很大提高。与一期导航相比，星载铷原子钟的稳定指标提高了一个数量级，设计寿命从8年提高到12年，达到了北斗三号的目标要求。

工匠精神是一种心无旁骛的技术追求，是一种岩石般的野心和毅力，也是一种敢于创新、精益求精、追求卓越的精神品格。崔就是这样一个航天工匠。他毕生的追求是如何不断改进产品。十多年来，他致力于一件事，就是研制星载铷原子钟的物理部分。崔希望北斗在建设和推动全球化进程中发挥重要作用，服务世界。

积累了几十年创新的刘素敏——“贴纸”

为什么把北斗核心组件铷钟物理的开发交给510所？因为510所是从“True/きだよ 0号”的研究开始的，所以它对于铷钟中最重要的物理部件——铷泡的生产有着深厚的技术基础。在研究铷泡的过程中，510刘素敏在其中写了很多东西。

刘素敏1958年开始在中国科学院现代物理研究所从事科学研究。1962年兰州物理研究所(510)成立后，民进入510所，先后完成多项产品研发，取得丰硕成果。2000年后，基于玻璃电铸空技术的积累，刘素敏在第二代导航卫星铷钟的物理部分开展了铷泡产品的开发和金属铷空蒸馏提纯装置的研制，并完成了ち

在铷泡制造过程中，刘素敏优化了铷泡毛坯的真空退火工艺，在很大范围内消除了灯泡毛坯的残余加工应力，大大提高了铷泡的结构强度，增加了玻璃对高低温变化的抵抗力。在真空烘烤过程中，刘素敏提出了惰性气体热冲洗和间歇排气的方法，提高了受电导限制的铷泡背景真空度，对后续工作起到了积极的推动作用。

铷原子钟物理部分使用的原子室密封在内径2mm的细长排气管上，均匀分布在主玻璃管的两侧，数量从10个到20个不等。由于电导的限制，如果真空连续加热36小时，用传统的真空空加热和排气方法，即e-5pa，很难提高原子室内的真空空度。为了提高铷原子腔的真空度，降低有害气体含量，刘素敏提出了一种小电导、大管阻的真空泵浦方法，即热冲洗间歇排气技术。真空空热冲洗间歇排气技术的应用，有效提高了电导小、管阻大的原子室和玻璃积分器的极限真空空度，缩短了排气时间，减少了有害气体成分，提高了原子室老化筛选合格率。该工艺还解决了原子气室长期连续烘烤脱气劳动强度大、设备负荷大、系统故障率高的问题。

刘素敏告诉记者，科学研究往往需要一些“运气”，但“运气”是通过不断的尝试和努力积累起来的。作为一名“北斗老人”，他经常告诉年轻的科研人员，在课题的研究和推进过程中，必须培养自己的工作兴趣，善于思考，不怕出错，提高自己的创新思维和科研成就感。这是一个非常必要的成长过程，无论是北斗任务还是其他项目。

张金海——继续追求卓越的“继承者”

北斗任务铷钟物理部分产品已开发调试。生产周期长达3到4个月，从气泡生产到老化，从产品组装到调试，从产品测试到交付用户。每个环节都很重要。尤其是人们对钹的调试很重视，调试钹的人员在业内被称为“金手指”。

硕士毕业后，张金海热爱祖国的航天事业，成为510所院校的普通设计师。工作之初，国产铷原子钟在导航卫星一期表现良好。国家需要更高精度的原子钟来提高导航系统的定位精度，要求星载铷原子钟的短期稳定性提高三倍，万秒稳定性提高一个数量级。“这是一项艰巨的任务。国外技术被屏蔽，国内没有参考。很难理清一条技术路线。”张金海说。作为项目团队的一员，他积极参与了这项工作。这期间他翻阅了大量的国内外文献，有一篇国外文献提到氙灯可以提高铷钟的稳定性，可以用什么样的氙灯，可以充多少氙，工作参数是什么，本文没有提及。为了得到答案，张金海和他的同事设计了各种实验，反复探索氙灯的工作参数。经过不懈的努力，他终于研制出了符合指标要求的用于空环境的高精度铷原子钟的物理部分，并成功通过了项目验收。

随后，张金海遇到了一个新问题——批量生产的一致性。为了找到获得产品一致性的途径，张金海同志严格按照质量控制的五个关键点，即“人、机、料、法、环”，逐一进行了检查，最终把问题锁定在了铷泡的加工工艺上。经过三个月的不懈努力和数千次试验，他找到了铷泡的最佳配比。后来随整机交付的高精度铷钟，物理部分的日稳定指数已经进入e-15水平，一致性较好。

随着产品质量的提高，星载铷原子钟的年产量任务也随之增加。如何提高产能，保证产品质量？作为产品生产部门的经理，张金海面临着新的挑战。为了保证产品的一致性，张金海梳理了星载铷原子钟物理部分的生产调试环节，编制了《高精度星载铷原子钟物理部分调试细则》，要求每一位参与生产调试的同仁都要熟记《细则》的内容，在生产调试的每一步都要做文字和图片的双重记录，做到“按依据办事，做好记录”。

作为“北斗人”，张金海始终牢记“三大航天精神”，以“严谨、精细”为准则，不断追求更高品质的产品，为北斗导航贡献智慧和力量。

除了他们三人之外，来自量子频率标准部、二次动力部、压力容器部和表面工程部的510名“北斗人”在铷钟物理部分、星载二次电源、坦克圆筒产品和为北斗任务提供的表面工程产品的后面。正是他们的坚持和奉献，为北斗任务的圆满完成保驾护航，为航天事业的进步和发展增光添彩，为建设航天强国写下自己的一页