最近，“天宮二號與神州十一號載人飛行任務(wù)進入實施階段”的新聞充斥著各大主流媒體。而“天宮二號”空間實驗室裝載了空間冷原子鐘、空地量子密鑰分配試驗等14項空間應(yīng)用載荷。其中，首次進入太空的空間冷原子鐘，可以將航天器自主守時精度提高兩個數(shù)量級，大幅提高導(dǎo)航定位精度。

    國務(wù)院于6月16日發(fā)布的《中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)白皮書》“二、持續(xù)建設(shè)和發(fā)展北斗系統(tǒng)（四）持續(xù)提升北斗系統(tǒng)性能”中提到：為滿足日益增長的用戶需求，北斗系統(tǒng)將加強衛(wèi)星、原子鐘、信號體制等方面的技術(shù)研發(fā)，探索發(fā)展新一代導(dǎo)航定位授時技術(shù)，持續(xù)提升服務(wù)性能。??提供全球服務(wù)。發(fā)射新一代導(dǎo)航衛(wèi)星，研制更高性能的星載原子鐘，進一步提高衛(wèi)星性能與壽命，構(gòu)建穩(wěn)定可靠的星間鏈路；增發(fā)更多的導(dǎo)航信號，加強與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的兼容與互操作，為全球用戶提供更好的服務(wù)。

    為什么會在這里強調(diào)“原子鐘”？一是，“原子鐘”在衛(wèi)星中非常重要，二是，目前“原子鐘”技術(shù)不夠完善。

    衛(wèi)星導(dǎo)航的基本原理就是精確測量微波信號從衛(wèi)星走到你跟前所用的時間，再乘以光速就可以得到天上的衛(wèi)星和你之間的準(zhǔn)確距離。以前的鐘不夠準(zhǔn)，所以GPS的民用精度也就十來米。理論上如果鐘的精度提高，導(dǎo)航精度也會改善。

    導(dǎo)航都依賴原子鐘，因為只有原子鐘能夠在足夠小的體積內(nèi)實現(xiàn)優(yōu)于1納秒的精度。但現(xiàn)在的導(dǎo)航衛(wèi)星，無論是GPS還是北斗，都使用普通原子鐘，也可以稱為熱原子鐘（相對冷原子鐘而言）。其基本原理是利用特殊原子（例如氫原子、銣原子、銫原子）的某個特定躍遷頻率，這個頻率有極高的穩(wěn)定性，精度可以到皮秒甚至飛秒，但原子的這個躍遷頻率不能直接用，需要通過電磁波與原子相互作用，間接地用電磁波把這個頻率導(dǎo)出來，這是原子鐘的基本原理。

    在百度里搜到以下這段，感覺解釋得很清楚。