時間頻率系統被稱為北斗系統的“心臟”，為地面運控系統提供基準時頻信號。從北斗一號開始，中國科學院上海天文台研製的時間頻率系統一直為北斗系統提供連續、穩定的時間頻率信號，形成了北斗時。在實驗室裡，記者看到，科研人員正在調試新型的氫原子鐘，這也是時間頻率系統的核心設備，其性能指標直接決定著導航系統的定位精度。
中國科學院上海天文台正高級工程師 謝永輝：我們最早研製的是23公斤級的星載氫原子鐘，早期配置在北斗系統上面，已經連續運行了接近10年。後期我們也在研製更小型化的13公斤級的星載氫原子鐘，就是這台，它的性能指標基本保持一致，然後重量大幅壓縮，然後配備在中軌衛星上面就擴展它的應用範疇。在未來下一代北斗導航上面，我們將會大規模使用。
從最開始買其他國家的原子鐘，到自主研製銣原子鐘，再到更高精度的氫原子鐘，北斗系統的“心臟”越來越強勁。林寶軍總師介紹，雖然科研團隊已經在研究比氫原子鐘精度更高的新型原子鐘，但是第一台氫原子鐘上天的過程卻還歷歷在目。
北斗三號衛星系統首席總設計師 林寶軍：大家說沒上過天，幾個億的項目，它是最主要的東西，萬一壞了，幾個億的東西不就廢了嗎？為此我們發明了鐘的無縫切換技術，氫鐘和銣鐘同時工作，即使氫鐘壞了，我可以無縫切換到銣鐘，這個無縫切換可以做到20皮秒，就是說如果氫鐘好使，時頻系統就可以做到比銣鐘高1～2個量級的精度，即使它不好使可以切到銣鐘，也可以和現有的導航系統達到同樣的精度。
航天領域有條不成文規定，衛星採用新技術的比例一般不超過30%。然而，這個大膽創新的團隊，卻讓北斗三號首發星的新技術超過了70%。此外，北斗三號研製團隊還在國際上首次實現衛星自主診斷、隔離和修復，新的用戶需求也可在北斗三號衛星上直接賦能；研製團隊首創的星間鏈路技術，使衛星測控覆蓋率從30%提高到100%，即使在地面站不足的情況下，也能保證全球導航精度；國產龍芯抗輻照芯片的使用，則填補了國產航天處理器空白，使核心器部件真正實現自主可控，讓北斗有了中國芯。
北斗三號衛星系統首席總設計師 林寶軍：正是有了這些創新，我們有了自己的系統，我們再不受制於人。北斗系統已經用到了200多個國家，現在產值也已經到了5000多個億，所以說正是在航天高科技上，我們努力去攻關，搶占制高點，才有我們今天的北斗。 |
