Недавно Академия инноваций в области прецизионных измерительных наук и технологий Китайской академии наук объявила о своем последнем достижении. Они улучшили краткосрочную стабильность частоты атомных часов из рубидия до порядка E-14 (одна часть на квадриллион), в очередной раз побив мировой рекорд по стабильности частоты часов из рубидия. Если последующие проблемы с долгосрочной стабильностью будут успешно решены, это будет означать, что часы из рубидия, которые являются «сердцем» глобальных навигационных спутников (включая GPS США и систему Beidou Китая), смогут поддерживать навигационные системы для достижения точности позиционирования, скачка с метрового и дециметрового уровня на сантиметровый уровень.

Точное измерение времени всегда было важным вопросом для страны с древних времен. От солнечных часов до песочных, а затем механических и кварцевых часов, часы всегда представляли собой передовой уровень науки и техники в каждую эпоху. В 1930-х годах были представлены первые в мире атомные часы, которые напрямую увеличили точность человеческого измерения времени в десять тысяч раз. В 1967 году на 13-й Генеральной конференции по мерам и весам 9 192 631 770 циклов перехода атома цезия были впервые определены как одна секунда. С тех пор атомные часы стали широко используемым точным инструментом измерения времени в мире, среди которых рубидиевые часы являются лучшим выбором. Рубидиевые часы обладают преимуществами небольшого размера, легкого веса, низкого энергопотребления, высокой надежности, длительного срока службы и низкой стоимости производства. Они широко используются в национальной обороне и таких экономических областях, как спутниковая навигация, связь, электроэнергетика и финансы, и в настоящее время являются наиболее широко используемыми атомными часами с самой большой долей рынка в мире.

Сообщается, что спутниковая навигация напрямую зависит от точного хронометража. Чем более синхронизировано время между небом и землей, тем меньше будет погрешность и тем выше будет точность позиционирования. Поэтому все спутниковые навигационные системы по всему миру единогласно выбирают рубидиевые часы в качестве таймера. Стабильность рубидиевых часов напрямую влияет на точность позиционирования, измерения скорости и функции распространения времени навигационных спутников. Качество и надежность рубидиевых часов напрямую определяют успех или неудачу навигационных спутников, делая их поистине «сердцем» навигационных спутников. Исследовательская группа посвятила себя исследованию рубидиевых часов в Китае и последовательно разработала три поколения бортовых рубидиевых часов с полными независимыми правами интеллектуальной собственности, которые были установлены партиями на навигационных спутниках Beidou. Бортовые рубидиевые часы третьего поколения, которые они разработали, имеют вторую стабильность 7E-13, что на тот момент стало международным рекордом. Китайская глобальная спутниковая навигационная система нового поколения Beidou-3 была официально запущена. Новый тип рубидиевых атомных часов, принятых на спутниках «Бэйдоу-3», позволил значительно улучшить характеристики спутниковых эталонов времени и частоты.

Производительность атомных часов в основном зависит от трех аспектов: точности (неопределенности), стабильности и скорости дрейфа. Среди них стабильность является ядром, а стабильность далее делится на краткосрочные и долгосрочные показатели, такие как секундная стабильность, стосекундная стабильность, десятитысячесекундная стабильность и дневная стабильность. Мэй Ганхуа представил, что рубидиевые часы были изобретены в 1960-х годах. После 20 лет разработки, к 1980-м годам, их стабильность достигла порядка E-11 для краткосрочной стабильности и E-13 для долгосрочной стабильности. В то время некоторые люди думали, что это их предел. Однако в 1990-х годах исследования нового поколения рубидиевых часов разрушили «предсказание» 1980-х годов и достигли порядка E-12 для краткосрочной стабильности и E-14 для долгосрочной стабильности. С конца XX века и по настоящее время, после более чем 20 лет непрерывных усилий, китайские бортовые рубидиевые часы «Бэйдоу» непрерывно улучшают предыдущие рекорды на порядок за порядком.