英國“威爾士親王”號航母上安裝的銫原子鐘及相關裝備。
據英國媒體報道，近日，英國皇家海軍“威爾士親王”號航空母艦完成高精度原子鐘安裝工作。這是英國海軍首次為水面艦艇安裝高精度原子鐘。
原子鐘是一種計時器，它由特定原子的振蕩頻率控制，通過電磁場或光泵激發運動。由于原子具有能級躍遷周期頻率穩定的特性，因而可獲取精準的授時服務信號。其研發涉及量子物理學、電學、結構力學等眾多學科。
公開資料顯示，這款基于量子技術的銫原子鐘，又名“MINAC”高精度定時標識系統，由美國工業傳感器巨頭泰萊達因科技公司在英國的子公司設計制造，主要利用銫原子能級躍遷所對應的周期時間，精確計時。整套系統采用緊湊設計，外形類似于筆記本電腦，主要由微波子系統、系列物理組件、配電和控制子系統等組成。其標準輸出為1PPS（秒脈沖）&10兆赫茲，標準輸入為1PPS（秒脈沖），具有全自主啟動功能，可在啟動后短時間內鎖定原子定時標識，并在面板上進行顯示。
目前，原子鐘主要用作高精度時間同步標識器，同時也可作為高精度計時元件裝配在衛星系統上，提高其定位精度。現有的原子鐘種類很多，最常見的是銫原子鐘和銣原子鐘，主要安裝在大型研究設施內，用于科研目的。大多數商用原子鐘時間同步系統利用無線電或全球定位系統的授時廣播，提供精確定時標識。另外，它還可應用于網絡時間協議服務器系統，進行計算機網絡時間同步。
隨著數字化、網絡化技術的發展，精準授時服務不可或缺。幾乎所有基礎設施如數據中心、通信系統、金融交易所、工業網絡、智能電網以及其他安全通信系統都需要精準授時服務。例如，無線通信網絡通過高精度的定時和與時間同步服務，實現大量語音、視頻和移動數據的傳輸。從技術角度看，獲得高精度的授時服務并非易事，主要取決于提供精準授時服務的信號來源是否可靠。
精準授時服務對軍艦接收信息，實施海上行動至關重要，有助于軍艦上各種復雜作戰系統保持時間同步，確保海上作戰行動安全高效。目前，各國軍隊主要依賴GPS衛星導航系統提供這一服務。一旦該系統出現故障或信號不可用，將嚴重影響軍事行動的連續性和有效性。因此，英國海軍希望通過加裝基于量子技術的原子鐘，提供可靠的授時服務，降低對GPS衛星導航系統的依賴。
據報道，英國海軍“威爾士親王”號航母是在赴挪威參加演習前完成這款原子鐘系統的加裝工作。英國海軍希望在演習中測試該系統性能和實用性，并在未來裝備更多英國海軍艦艇，甚至由英國海軍陸戰隊攜帶使用。（成高帥、趙云）