時間的產生、保持,以及把時間信息通過一定的方式傳送出去,叫作“授時”。隨著人類活動的范圍越來越大,高精度授時服務的對象也到了天上,到了地下,到了行行代碼組成的虛擬世界中。
河南職業技術學院電子與物聯網學院劉擁軍博士,就是這樣一位與“時間”賽跑的人,10年里,他把時間精度從2000萬分之一秒控制到億分之一秒,如今正在朝三億分之一秒的精度邁進,“做科研,就要追求極致,不斷向理論極限靠近。”
三年超20項技術專利
“春耕夏耘秋收冬藏,四者不失時,故五谷不絕。”時間是勞動和生活的指導,時間也是衡量科技創新和技術攻關的標尺之一。

工作中的劉擁軍博士
劉擁軍博士工作室自2019年11月成立以來,取得了豐碩的成果:3年時間研究超過20項實用新型專利,突破高精度時頻鎖相環技術、高穩定守時技術、高速信號處理技術、遠程物聯網協同技術等一系列關鍵技術,研發了時空基準、高精度時統設備、高精度時統板卡,高速相參多通道信號采集板卡、遠程物聯網實驗與驗證系統等一系列具有自主知識產權的設備。獲批河南省科技攻關項目“自主可控多模抗干擾時統設備”和“基于云平臺的遠程物聯網實驗與驗證系統”兩項,獲得“一種無人機遙控器信號分析破解系統及其工作方法”等國家發明專利3項。并簽訂“高速相參多通道信號采集板卡和陣列天線”等橫向科技開發合同180余萬元。
當然,在日常生活中用不到這么高精度的授時,但是在航天、金融、通信、電力等關系國計民生的領域,擁有獨立精準的計時能力和穩定可靠的授時能力十分重要。一位美國科學家曾舉例說,如果導彈的計時誤差是十億分之一秒的話,其擊中目標的誤差則是10英尺,相當于3米多。
劉擁軍博士的研究能把授時精確控制在億分之一秒內,這個成績放眼國內也能位居全國第一梯隊,高超的技術水準讓多家單位和企業拋來合作“橄欖枝”。
“要么不做,要么就做最好”
“要么不做,要么就做最好”,作為一名科研工作者,劉擁軍一直秉承著認真而嚴謹的科研態度,也正是這種精密到“極致”的科研追求,他才能把授時精度從10年前的2000萬分之一控制到如今的億分之一,并不斷在與時間賽跑,超越極限。
授時研究更新迭代速度很快,精度縮短千萬分之一秒的背后有上百個日日夜夜的付出。劉擁軍已經記不清,這十年里埋頭在實驗室,面對冰冷的機器和電路板,做過多少次設計、測試,又失敗過多少次。

認真工作
有別于其他研究的是,在授時領域每一次更新迭代,也意味著新一輪的推翻重來。“先理論研究可行性,用哪些先進的算法,重新設計電路板,寫程序,測試能否滿足理論要求等,整個過程在不停的優化、完善。”劉擁軍說,科技的進步,國際上對授時精度的要求更高,他必須保持高度敏感和相應的知識儲備,才能時刻追上市場需求的步伐。
如今,劉擁軍博士的授時研究正在朝向三億分之一(3納秒)的精度邁進,這個數值遠超中國北斗衛星二代的授時精度(10納秒),“理論上講,3納秒是可以達到的”劉擁軍表示,從2004年開始,他一直在從事高精度定位與授時研究,從研究中也獲得了很多意想不到的快樂,未來也將致力于提升時統設備的國產自主化程度和抗干擾性能,滿足軍民領域的應用需求。
“有興趣想做事情,創造條件要支持”
走進劉擁軍博士工作室,操作臺上放著很多線圈、電子元器件、電路板、安裝工具等,還有一項引人注目的物品——“鄭州鈞揚電子科技有限公司”的營業執照。
執照的法定代表人是孟榮恩,是該校2020級電子信息工程技術專業學生,同時也是劉擁軍博士的創業學生。在今年舉行的“互聯網+”全國大學生創新創業省賽上,孟榮恩和團隊憑借電子管功放項目,把失真率控制在千分之一,獲得了省一等獎,并在挑戰杯大學生創業計劃大賽中,獲得省特等獎。

孟同學

電子元組件
每次在工作室里聽到電子管功放播放的優美柔和、悠揚動聽的音樂,劉擁軍都忍不住跟著哼唱,滿心歡喜,“我的工作室是一個開放性的實驗室,要給有興趣想做事情的同學,張開懷抱、創造條件去支持。鼓勵他們進行自主創新,全力以赴去打造精品。”劉擁軍博士說,作為一名科研工作者和授課老師,他更想在實際指導中給學生們傳遞做科研的思維,比如:如何做科研、如何去思考問題、解決問題,如何抽絲剝繭找到研究項目的核心要素……在他看來,科研思維是科研活動中最為關鍵的,比科研技能還重要的核心內容,“不管未來他們走不走學術路子,要不要做科研,用科研的思維和方法去學習和工作,受益良多。”
春綠秋白,日月沉降,行蹤不定的時間,正一點點被劉擁軍及團隊的智慧馴服。不久的將來,我們將有望看到劉擁軍博士新的研究突破,看到他的研究在天地一體化信息系統等重大科技平臺上大展拳腳。