10月8日恰逢中国航天事业创建60周年。从中国空间技术研究院获悉，中国将于11月择机发射首颗脉冲星导航试验卫星（XPNAV－1），实测脉冲星发射的X射线信号，尝试验证脉冲星导航技术体制的可行性。

据中国空间技术研究院脉冲星导航卫星科学任务系统总设计师帅平研究员介绍，恒星的一生也像人一样，经历从孕育诞生，到成长成熟，以及最终衰老死亡的整个过程。大体上说来，恒星死亡后的遗骸可以分为三类：白矮星、中子星和黑洞。

“脉冲星就是高速自转的中子星，具有极其稳定的周期性，其稳定度比目前最稳定的氢原子钟还要高1万倍以上，被誉为自然界中最稳定的天文时钟，使之成为人类在宇宙中航行的灯塔。”帅平说。

脉冲星的典型半径仅有10公里，其质量却在1.44倍至3.2倍太阳质量之间，是除黑洞外密度最大的天体。每立方厘米的脉冲星质量达到1亿吨，要用1000艘百万吨级的巨轮才能拖动。

脉冲星的自转轴与磁极轴之间有一个夹角，两个磁极各有一个辐射波束。当星体自转且磁极波束扫过安装在地面或航天器上的探测设备时，探测设备就能够接收到一个脉冲信号。脉冲星具有良好的周期稳定性，其稳定度达到10的负19次方。

“10的负19次方是什么概念呢？就是两个脉冲信号点之间的周期差值，只有在小数点后面第19位才会出现变化。”帅平解释说，目前国际时间基准是原子时系统，最好的氢原子钟的稳定度只能达到10的负15次方水平，比脉冲星时钟的稳定度还要低4个量级。

“这就好像把原来的时间尺子刻度加密到1/10000，刻度更细密了，我们就能量得更精确、看得更细致。”帅平说。

可是，导航和时间精准不精准有什么关系呢？

事实上，无论是最早出现的地文导航，还是大航海时代的天文导航，还是现代的无线电导航，都需要时间。

例如，所处位置的经度测量就得依赖于时间测量。众所周知，地球每24小时自转一周，也就是360度，每小时就相当于经度15度。所以，只要知道两地的时间差，就可以知道两者之间的经度差了。如果某地的正午12点正好是伦敦的上午10点，那么就说明此地在伦敦东边30度的地方。所以，导航的核心就是要解决时间测量问题。

帅平介绍说，在无线电导航中，时间测量是基本观测量，根据信号传播时间来计算两者之间的距离。卫星导航系统是一种天基的无线电导航系统，采用单向达到时间测量距离。脉冲星导航与卫星导航定位原理极为相似，其观测距离是利用脉冲星发射的同一个X射线脉冲信号到达太阳系质心和航天器的时间差来测定的。当前，卫星导航定位精度为10米，脉冲星导航的最终精度也能够达到10米水平。