上海天文台研制的空间站激光时频传递载荷和地面站为国家重大航天工程任务提供高精度时频传递利器

  2022年10月31日北京时间15点37分,中国空间站实验舱II——梦天舱顺利发射入轨,标志着我国空间站全面建造阶段接近尾声。上海天文台承担了高精度时频柜激光时频传递载荷等研制任务。这是继北斗卫星工程之后,上海天文台再一次为国家重大航天工程任务提供高精度时频传递利器。
星地激光时间示意图
 
  该项目历经十年,克服了指标高、质量轻、体积小以及疫情影响等各种困难,研制成功的激光时频传递载荷功耗低于24w、重量不足6.5kg,突破了单光子光电探测、皮秒精密计时、低时延抖动等多项关键技术,支持国家授时中心承担的高精度时频系统开展星地时频比对、引力红移等工程任务和科学研究。
激光时频传递载荷
 
  配套的两套激光测距台站也由上海天文台研制,是目前国际首次公开的实现常规化10kHz重复率的卫星激光测距站。地面激光测距站采用了创新设计,具有接收视场小、探测计时设备恒温、系统时延实时校准等特点,使系统能实现高稳定测量,满足空间站星地时频传递需求。目前,固定站所有设备已研制完成,系统装调完成后将具备星地对接状态。
激光比对固定站
中央电视台《东方时空》报道上海天文台研制的激光比对系统
激光比对移动站
 
  同时,配套的移动测距站也已研制完成,并实现了系统移动和恢复,以及对低、中、高轨卫星的激光测距,最远作用距离约4万公里,测量精度好于30ps,实测稳定度完全满足空间站星地时频传递需求。目前正在等待后续开展载荷星地时频的传递。

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