20世纪原子钟的最辉煌应用莫过于由它构成全球定位系统的核心.而6年前刚研制成功的冷原子钟,今天又迅速链接至空间应用,成为未来新一代的空间频率基准.这些原子钟,不仅结构紧凑、可靠性高、寿命长,而且具有高性能水平,代表着原子钟的顶尖级应用.

首先给出时域频率稳定性分析中各种方差的实用计算公式，并在此基础上分析各种方差特性，总结归纳其适用范围。分析表明：①阿仑方差是时域频率稳定性分析中最常用的方法，但不能区分调相白噪声和调相闪变噪声；②改进阿仑方差通过相位平滑运算能识别这2种噪声；③时间方差和时间总方差主要用于描述频率源的时间波动，主要用于分析调相噪声；④当频率漂移项较大或受甚低频噪声影响时，哈达玛系列方差能给出很好的测量特性。

空间冷原子钟是利用空间微重力环境实现的喷泉冷原子钟。作为空间精度最高的频率标准，在微重力环境下，原子和微波相互作用时间的增加将极大提升冷原子钟的稳定度。简述了空间冷原子钟原理，介绍了基于空间站的高精度冷原子钟和双向微波传输系统在高技术和基础物理方面的应用。

在锶原子钟的研制过程中，为提高原子柬的准直效率，需要在准直器圆面上加工出最大数量的给定直径的小孔。用小圆紧密排列逐层求算的计算方法，在直径D=3080μm的圆面积上获得小圆孔（d=200μm）个数的最大值，提高了原子柬准直器的准直性。

中国计量科学研究院NIM4^#冷原子喷泉钟自2003年8月起已经稳定运行6个月，并于2003年9～12月期间完成了系统频率偏差评定。文中介绍NIM4^#钟的喷泉实验、微波频率锁定和对其主要频率特性的实验研究。实验和分析表明，NIM4^#钟频率稳定性达8×10^-13τ^-1/2。，复现性达5×10^-15，频偏评定不确定度达8．5×10^-15。作为旁证，NIM4^#与中国计量科学研究院原子时TA(NIM)进行了120天比对，频率偏差在误差范围之内。

引入参数求解的抗差估计方法,给出了原子钟模型参数详细计算方法.计算结果表明,抗差估计方法通过构造等价权函数能够克服粗差等异常观测数据的影响,得到更为可靠的模型参数解.