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國家市場監管重點實驗室（時間頻率與重力計量基準）（以下簡稱「時頻與重力計量基準重點實驗室」）依託於中國計量科學研究院，是由原國家質量監督檢驗檢疫總局於2015年批准成立，並於2020年由國家市場監督管理總局優化調整後正式更名。

年期間，時頻與重力計量基準重點實驗室共發表文章114篇，申請專利36項，軟件着作權12項。獲得國家科技進步一等獎1項，質檢總局科技興檢獎一等獎2項，市場監管科研成果獎一等獎1項，中國計量測試學會科技進步獎項5項，實驗室的相關成果了擴展時間頻率和重力計量在國防、海洋、航空、衛星等多領域多平台的應用，為我國實現自主可控的時空基準體系做出貢獻。

建設目標

以「國際單位制量子化變革」為契機，從國家戰略高度出發，突破時間頻率計量和重力加速度計量的技術瓶頸、實現量值傳遞方式的新方法，針對高準確度時頻信號的產生與調控機制和多維度重力加速度準確信息的測定與控制手段，重點圍繞時間頻率和重力加速度計量基準與溯源方法進行深入研究，形成能夠體現國家量子計量科技最高水平、集自主創新、技術擴散、國際合作、人才聚集和開放共享於一體的國家時間頻率及重力計量科技創新基地，進一步提升國家的核心競爭力。

研究方向

圍繞在時間頻率計量及重力加速度計量關鍵技術方面的發展規劃並結合國防、科研院所、企事業單位對計量的需求，重點開展秒長基準研究，提升我國秒長基準的指標，並對未來秒定義的變化做技術儲備。利用秒長基準駕馭時標，提升中國標準時間的準確度。開展衛星、光纖、無線網絡等多渠道時間頻率傳遞技術研究，對不同用戶提供時間頻率基準信號。建立並維護全球重力基準原點和國家重力加速度計量基準，突破歐美對該領域先進精密儀器的壟斷地位，為我國實現自主可控的時空基準體系做出貢獻。

科研隊伍

時間頻率與重力計量基準重點實驗室依託中國計量科學研究院和國家時間頻率計量中心，現有科研用房面積1240.32平米，擁有隔震、潔淨、恆溫恆濕等實驗條件。未來可利用中國計量科學研究院昌平基地新時頻樓開展相關研究。重點實驗室現有設備2782台（套）總值2.3億元，其中50萬元以上大型設備111台（套）總值1.2億元，向各個開放課題及相關領域研究單位開放使用。

時間頻率與重力計量基準重點實驗室現有固定崗位職工32人、博士後2人、合同制3人。固定崗位職工中21人具有博士學位，占68%；中國工程院院士1人，研究員9人，副高以上職稱共31人，占96.9%。

研究成果

1、國家秒長計量基準——銫原子噴泉鍾

銫原子噴泉鍾是復現秒定義的實驗裝置，不僅可以參加國際原子時合作，駕馭產生國際原子時同時還可以作為國家時間頻率體系的源頭，駕馭產生中國原子時，保證我國時間頻率體系的準確可靠和獨立自主。重點實驗室研製的NIM5銫原子噴泉鍾是我國現行秒長國家計量基準，不確定度達到1E-15，30天運行率達到99%。作為秒長基準，NIM5銫噴泉鍾完成了對我國第一台中性原子光鍾鍶原子光晶格鐘的頻率測量，測量結果被國際計量局接受參與鍶原子的頻率推薦值計算。通過光纖，將中國計量科學研究院的時間頻率信號傳遞到北京衛星導航中心，為其提供時間頻率計量支持。同時，與NIM5同期研製的NIM5-M在北京衛星導航定位中心運行，為北斗提供秒長溯源支持。

2、國家原子時標計量基準——UTC（NIM）

重點實驗室建立並保持着國家原子時標計量基準UTC(NIM)，其基本作用是保持時間的準確、穩定、連續運行，產生國家統一使用的標準時間—北京時間。目前，UTC(NIM)與協調世界時UTC(國際標準時間)偏差優於±5 ns，時間穩定度優於0.6 ns/5d，達到了國際先進、國內領先水平。國家原子時標計量基準保證了國內時間頻率量值的準確統一、實現了時間頻率量值的國際等效，為基礎研究及國民經濟建設提供直接支撐，為建設獨立自主準確統一的中國標準時間提供技術保障。

3、鍶原子光晶格鍾

基於囚禁離子或光晶格囚禁原子的光頻標被公認為是下一代時間頻率基準鍾。重點實驗室開展了鍶原子光晶格頻標關鍵技術研究與攻關，爭取在2025年後時間頻率基本單位秒的重新定義問題上發揮我國作為科研大國應有的作用。突破激光線寬壓縮技術，建立了基於 30cm ULE 超穩腔的鐘躍遷激光系統，除了超低損耗腔鏡以及腔體材料採購自國外，其餘如腔體設計、支撐系統設計、真空控溫系統、鎖定系統等均基於國內力量設計製造，秒穩定度達到了1.5E-16。利用新的鐘躍遷激光器，通過分時鎖定自比對技術對鍶原子晶格鍾進行頻率測量穩定度的評估實驗，在萬秒平均時間內，分時自比對頻率測量穩定度進入到E-18量級。這是國內光鍾分時自比對頻率測量穩定度首次進入到E-18量級，也是國際上少數幾個建成基於長參考腔鍾激光系統並應用到原子鎖定系統中的實驗室之一。

4、遠程時間比對、傳遞及溯源

傳遞和比對是時間頻率計量體系的橋樑。利用自主研發的北斗時頻傳遞裝置，首次在超8200公里的歐亞鏈路和1000公里的歐洲內部鏈路實現了全視和共視兩種方法的時間頻率傳遞，穩定度達1 ns，與GPS時間傳遞結果的吻合度優於2 ns；基於該裝置，在多國時間頻率研究機構，組成北斗時間傳遞實驗網絡開展了不同洲際鏈路超遠距離的時間頻率傳遞及性能評估，證明北斗時間傳遞鏈路具備了成為國際標準時間正式鏈路的能力。基於GNSS時間頻率傳遞，研發遠程時間溯源裝置NIMDO，經過多年實踐驗證，在航天、電力、通信、計量等近20家機構進行了應用，初步構建了國家遠程時間溯源示範體系。

5、國家重力加速度計量基準

不同於一般意義的計量基準，重力加速度基準包括一批重力精密測量基礎設施和裝備，構建了先進重力測量與計量能力。通過主辦第十屆全球絕對重力儀關鍵比對，形成了目前唯一在用的全球重力國際比對點，成為全球重力測量量值的溯源地和基準原點。中國計量科學研究院昌平院區的重力點位，其國際關鍵比對參考值的合成標準不確定度優於0.7μGal；重點實驗室自主研製的NIM-AAG1型冷原子干涉絕對重力儀測量結果的國際等效度為-2.4μGal，合成標準不確定度為4.6μGal；重點實驗室自主研製的NIM-3A型光學干涉絕對重力儀測量結果的國際等效度為0.4μGal，合成標準不確定度為3.0μGal。在此基礎上，經國家市場監管總局批准，成功建立了「國家重力加速度計量基準」。我國重力加速度計量基準的合成標準不確定度優於1.0μGal，達到國際領先水平。基於重力比對技術和光學干涉絕對重力儀研製的項目成果獲2020年市場監管科研成果獎一等獎。

最新進展

時間頻率領域：

依託重點實驗室資源，完成國內首個「光鍾絕對頻率測量開放共享平台」，重點支持國內相關機構共同儘早取得技術突破，實現高水平光鍾絕對頻率量值評估，奠定中國在國際秒定義修改中的話語權。該平台依託國家秒長基準NIM5和原子時標國家計量基準UTC(NIM)，採用兩種獨立技術體系測量光鍾絕對頻率。基於兩個測量結果進行雙盲驗證，最大程度抑制了由測量設備、測量過程、測量條件和數據處理等引入的不確定性，保障了光頻量值溯源的準確與可靠，頻率校準能力最高達E-16量級，該技術指標也是目前國際上光鍾絕對頻率測量的最高水平之一。為我國加快探索光鍾駕馭氫鍾產生下一代時間基準奠定了技術基礎，對於建設我國獨立自主、準確可靠的時間頻率體系意義深遠。

主要設施及技術指標：

2台銫原子噴泉基準鍾NIM5和NIM6，其中後者頻率不確定度優於5.8E-16，相當於5400萬年不差1秒；1套原子時標國家計量基準UTC(NIM)，時間穩定度0.16ns/5d，達到了同期國際領先水平；多套高穩定性光纖光頻梳裝置，連續鎖定時間達30天以上、梳齒線寬達Hz量級，突破了窄線寬光頻梳技術壁壘。

目前，中國科學院精密測量科學與技術創新研究院的2台鈣離子光鍾、中國科學院上海光學精密機械研究所光機所和華力創通公司各1台銣原子噴泉鍾已送至昌平院區開展頻率測量與比對。

重力領域：

針對時空體系量值溯源應用需求，利用自主可控遠程時空基準量傳實驗系統參加中國第36次南極科學考察隊的寶貴機會，在南極中山站首次完成了地球極地惡劣環境下的時空基準溯源技術方案驗證，系統穩定可靠地持續工作，建立了重力加速度校準點，並溯源到國家時間頻率計量基準，驗證了基於北斗鏈路的遠程時間頻率傳遞系統在全球範圍內的可靠穩定覆蓋能力。自主研發的精密絕對重力儀經受住極地12級颶風和暴風雪惡劣氣候環境考驗，實現了在(-15℃～10℃)溫度條件下的持續、穩定工作，測量結果的不確定度A類評定優於4μGal，連續30天觀測結果的重複性優於35μGal，順利完成南極重力科考任務，這是我國極地科考史上首次使用自主研製的絕對重力儀進行科考工作。