2015年9月30日7时13分 ，航天科工集团二院203所（以下简称203所）研制的星载氢原子钟追随第4颗新一代北斗导航卫星 ，在西昌卫星发射中心乐成发射。据悉 ，这是自2000年我国发射北斗导航卫星以来 ，首次搭载氢原子钟。此次卫星入轨后 ，将开展星载氢原子钟、星间链路、新型导航信号体制等试验验证事情 ，并适时入网提供服务。
原子钟是北斗导航卫星的最要害载荷之一 ，是时频分系统的心脏 ，决议导航系统导航定位、测速及授时精度 ，是一个国家能否具备自力生长导航系统能力的焦点标记之一。在军事现代化的今天 ，一个国家导航卫星的研制水平和能力 ，直接决议其战时军事应对能力。由于没有准确的定位 ，就谈不上精准地攻击 ，而这个精准定位的焦点就是原子钟。
据203所有关手艺专家先容 ，在卫星导航系统中 ，1ns（纳秒）的时间丈量误差 ，将会引起0.3m的测距误差。因此 ，时间的细密丈量 ，决议导航定位的精度� Ｋ剂康轿佬切抢牟蝗范ㄐ浴⒌缋氩愦溲映偌岸ㄎ晃蟛罴负温艿戎疃嘁蛩囟允奔湔闪烤鹊挠跋� ，卫星导航系统对原子钟的性能指标就提出了更高的要求。
例如 ，新一代导航系统定位精度0.1m、授时精度0.3ns的设计要求 ，对原子钟稳固度近乎苛刻 ，即秒稳优于1×10-12和日稳优于1×10-14� Ｋ剂康降己较低吃诤苁鞘逼谟弑傅淖灾鞯己侥芰� ，要求原子钟的日漂移率优于5×10-15 ，以包管北斗导航系统拥有半年以上的自主导航能力 ，从而显著降低北斗导航卫星系统全球应用时的校时压力和对地面的依赖水平。要知足上述诸多要求 ，研制高稳固高可靠高指标重量轻的原子钟成为一定趋势和要求 ，天下各国争先恐后致力于一直攻克相关手艺难关 ，起劲研制出更高指标的原子钟 ，以向导航定位市场和提升军事应用能力。
据悉 ，目今全球四大卫星导航系统中 ，美国GPS导航卫星接纳了铯原子钟和铷原子钟团结的方法 ，欧盟Galileo导航卫星接纳了铷原子钟和被动型氢原子钟团结的方法 ，俄罗斯Glonass-K 三代导航卫星也将接纳铷原子钟和被动型氢原子钟团结的方法 ，我国新一代北斗导航卫星正在开展铷原子钟和被动型氢原子钟相团结的授时方法。
纵观海内外导航卫星所配备原子钟的计划不难发明 ，均使用两种差别时域稳固度优势互补的原子钟来包管卫星的守时能力 ，且种类均为手艺生长成熟的古板3样（氢、铷、铯）原子钟。铷原子钟具有体积小重量轻、功耗低、手艺难度相对较低、可靠性高等优势被全球四大导航系统普遍接纳 ，但其恒久稳固度和漂移率指标相对较差。新一代高精度铷原子钟虽然知足导航卫星在地面主控站一直同步校准下的指标要求 ，但无法知足导航系统中恒久自主导航能力要求。铯原子钟的最大优势是低漂移特征 ，主要用于导航卫星的恒久自主守时 ，可知足很是时期的应用需求 ，但铯原子钟的使用寿命短是致命的短板 ，几项要害手艺仍未彻底攻关 ，现在国际上仅有美国掌握其要害手艺。
据专家先容 ，氢原子钟分为自动型和被动型两种类型 ，自动型稳固度指标最优 ，可是体积较大；被动型体积、重量和功耗相对较小 ，可搬运 ，稳固度指标仅次于自动型。另外 ，被动型氢原子钟因其独吞的选态组件和贮存泡结构特征 ，使得其可获得较为理想的原子跃迁谱线 ，使其稳固度指标在古板3样中最优 ，虽然研制难度也是古板3样中最高的。其漂移率虽缺乏优选型铯原子钟 ，但可包管导航系统长达半年以上的自主导航能力 ，这使得氢钟成为卫星导航中最具有竞争力的原子钟。
实验效果显示 ，现在203所研制的星载氢原子钟稳固度和漂移率等要害指标 ，均已抵达国际一流水平。此次星载氢原子钟在北斗导航系统的应用 ，可大幅提高导航精度、性能和自主维持能力 ，大幅降低北斗导航系统对地面的依赖水平 ，能够自主导航180天 ，为北斗导航卫星的军事应用提供主要包管。
凭证北斗导航系统全球组网建设妄想 ，2018年其可为“一带一起”沿线国家提供基础服务 ，2020年左右将具备全球服务能力 ，这将成为我国自主建设、自力运行 ，并与天下其他卫星导航系统兼容共用 ，可在全球规模内全天候、全天时为种种用户提供高精度、高可靠的定位、测速、授时服务 ，且独具短报文通讯能力特色的全球卫星导航定位系统。
