吴智斌，赵 军，李 冰，刘 安，刘 波

(1.西安卫星测控中心，陕西 西安 710043; 2.中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北 石家庄 050081)

0 引言

时钟的质量依赖于它的稳定性和准确性[1]。航天测控时频系统都配置了高稳定度和准确度的铷原子钟为所有信号提供标准的频率源，确保各设备工作时序一致[2]。随着我国月球、火星等深空探测项目的持续开展，甚长基线干涉技术(VLBI)、全球导航定位系统(GNSS)等高精度的空间测量技术在航天测控工程中应用，对测控设备时间频率的准确度及稳定度提出了更高要求，频率准确度由10-11提高到10-13量级以上，稳定度也提高了2～3个量级，由1 s≤10-11、24 h≤10-12分别提高为1 s≤10-13、24 h≤10-15。为了满足深空任务对本地时钟参考源的高稳定度需求，深空测控时频系统的频率信号源配置了高性能的氢原子钟。可以说，应用高稳定度的氢原子钟是VLBI等技术成功工程实施的关键[3]。

所谓原子钟，就是利用氢、铷、铯等原子的能态迁移输出稳定振荡频率制成的极精密的计时器。氢原子钟即是利用氢原子从高能级态跃迁到低能级态时辐射的电磁波，将其作为频率标准去控制校准石英晶体[4]。氢原子频率标准在104～105s的时间间隔能提供10-15频率稳定度的频率标准[5]。

氢原子钟的短、中期稳定度都相对较好，但对温控和磁场稳定性要求较为严格[6]。在工程应用中，一方面，环境温度变化及微波谐振腔老化等会引起原子钟输出频率的漂移变化，从而导致氢原子钟长期性能变差[7]，长期工作需依照外部标准频率进行校频[8]；……