二战后，美国国家标准局和英国国家物理实验室共同致力于制定基于拉比和其学生所做的原子共振研究的原子时间标准。国家物理实验室的路易斯?埃森和约翰?帕里共同建造了世界上第一台原子钟，但这台时钟所需的仪器竟占据了整个房间。拉比的另一位老同事杰罗德?扎奇里亚斯来自麻省理工学院，他也试图将原子钟改进成具有实际用途的装置。扎奇里亚斯计划建造一个被他称作为“原子喷泉”的装置，这台设想中的原子钟将十分精确，完全可以用来研究爱因斯坦提到的重力对时间的影响。在实际过程中，他制造的原子钟规模更小，竟可以从一个实验室推到另一个实验室。1954年，扎奇里亚斯加入到位于马萨诸塞州马尔登的松下公司，制造以便携仪器构成的用于商业目的的原子钟。两年之后，该公司制造出第一台用于商业目的的原子钟“Atomichron”，在后来的四年里共卖出了五十台。今天我们在GPS系统中所采用的原子钟都是从Atomichron演变来的。

　　1967年，由于原子钟的研究取得了丰富的成果，人们重新给秒下了定义，即按照铯原子的振荡频率来制定。今天的原子钟的精度可以达到每十万年误差不超过一秒。

　　与此同时，物理学家们继续在对拉比及其学生提出的原子共振的想法实验新的方法并应用到原子钟上。除了使用磁，另一种技术则利用一种被称作“光泵激”的现象来挑选出处于不同能量级可用于计时的原子。该技术迫使所有原子进入一道光束以达到所期望的状态。来自巴黎高等师范学院的阿尔弗雷德?卡斯勒因此而获得了诺贝尔奖。今天的许多原子钟采用的就是光泵激铷原子来代替铯原子。铷钟比铯钟更小而且便宜得多，但精度并不如后者高。

　　另一种原子钟就是氢微波激射仪。氢微波激射仪始于哥伦比亚大学查尔斯·唐斯及其同事在一九五四年对分子结构的研究。唐斯还为此与他人共享1964年诺贝尔物理学奖。微波激射仪是激光的前身，它是一种通过原子或分子的直接辐射而产生信号的微波仪器。唐斯的微波激射仪的原型使用氨分子，在哈佛做研究的兰姆赛及其同事于1960年发明了一种使用氢的微波激射仪，并制造出一台极高精度的原子钟。

　　1967年，由于原子钟的研究取得了丰富的成果，人们重新给秒下了定义，即按照铯原子的振荡频率来制定。今天的原子钟的精度可以达到每十万年误差不超过一秒。我国的主要标准时间就参考国家标准和技术学院(NIST-7)最近安装的原子钟。它的精度预计可以达到每三百万年误差不超过一秒。

　　几十年来，铯束钟、氢微波激射钟和铷钟这三种时钟在空间领域发挥着重要作用，要么是被安装在卫星上，要么是安装在地面控制系统里。GPS系统的卫星最终必须依赖这些和拉比六十年前所构想出的时钟相似的铯钟。

　　1993年也就是五角大楼构思GPS系统的20年后，随着第二十四颗卫星的升空，GPS系统终于成为一个实用的系统了。美国空军操纵着这些卫星，并从遍布全世界的五个地面站监视着它们。收集到的数据将送到位于科罗拉多的空军联合空间行动中心进行分析，该中心每天将这些最新数据传送回每颗卫星上，校正时钟及轨道数据。

--
原文链接: http://searchmobilecomputing.techtarget.com.cn/tips/203/2140703.shtml