1.先进惯性仪表与系统技术

子方向一：高精度位置姿态测量系统（POS）技术

围绕我国“高分辨率对地观测系统”重大科技专项亟需，依托惯性技术国家级科技重点实验室，于二十世纪90年代在国内率先开展机载高精度位置姿态测量系统（POS）技术研究，在国家973计划、863计划、高分专项等专项项目支持下，研制成功国内首台机载高精度POS，综合技术水平达到国际先进水平，填补了国内空白。其产品已应用于中电14所、中科院电子所、西光所等近20家单位，取得了重大社会和经济效益。先后获2007年度国家科技进步二等奖1项和2014年度国家技术发明二等奖1项。

子方向二：原子陀螺仪技术

陀螺仪作为惯性导航系统的核心敏感器，决定了惯性导航系统的总体性能。基于量子理论的原子陀螺仪具有同体积下超高灵敏、同精度下超小体积的潜力优势，成为目前该领域的国际前沿热点，此类陀螺仪也被称为区别于机电式陀螺仪、光电式陀螺仪的第三类陀螺仪。自本世纪初，精密量子研究院在国内率先开展超高精度的冷原子陀螺仪、高精度无自旋交换弛豫(SERF)原子陀螺仪以及核磁共振陀螺仪的研究，目前，均已达到国内领先、国际先进水平，在国内外均具有极高的影响力。

2.量子精密测量技术及应用

子方向一：量子精密测量技术

极弱磁测量在基础物理学、医学影像学、国民经济建设等领域具有重要作用。极弱磁测量传感器已经从基于电磁感应的磁通门磁强计、基于磁共振的光泵磁场计/核磁共振磁强计，发展到基于原子自旋SERF效应的原子磁强计（灵敏度可提高6个量级以上）。精密量子研究院在国内率先开展基于原子自旋SERF效应的超高灵敏磁场测量技术研究，突破了低噪声磁屏蔽、高精度原子自旋进动信号检测、抗弛豫碱金属气室、双原子混合抽运等关键技术，先后搭建了两代超高灵敏极弱磁测量科学研究装置，目前灵敏度指标已接近国际最高水平，在国内外均具有较高的影响力。

子方向二：脑/心磁测量技术

面向国家在量子精密测量和脑科学领域的重大需求，在北京市高精尖中心的支持下开展了基于SERF（无自旋交换驰豫）超高灵敏极弱磁测量的医工交叉技术研究，突破高灵敏度极弱磁测量、低噪声地磁屏蔽、多源信息融合与数据反演技术，研制成功基于SERF效应的超高灵敏心/脑磁测量实验系统，建设国内规模最大的静态测量屏蔽装置和动态测量屏蔽系统。研制成功阵列式小型化极弱磁测量探头，初步实现心脑磁测量，为医学研究提供优良研究平台。

3.磁悬浮电机及应用技术

子方向一：磁悬浮电机及分子泵技术

在财政部重大科技成果转化项目、国家重大科学仪器设备开发专项等支持下，开展了高速高能量密度磁悬浮电机研究与研制工作，突破了高速高能量密度磁悬浮电机多物理场设计、大功率高速高效永磁电机设计及无位置驱动、超高速磁悬浮柔性转子高稳定控制等关键技术，研制成功国内转速最高的30kW-66000r/min和国内功率最大的315kW-32000r/min的系列化磁悬浮永磁电机，小功率高速永磁电机已应用于高端科学仪器设备领域，研制成功了超高真空和大抽速两类磁悬浮复合分子泵，技术指标达到国际先进水平，填补了国内空白，打破了国外技术封锁，显著提升了我国尖端科学仪器、专业领域核心器件、高技术产业工艺设备的技术水平。

子方向二：基于磁悬浮电机的控制执行机构技术

姿态控制惯性执行机构是高分辨率、长寿命遥感卫星平台的核心技术，磁悬浮飞轮和控制力矩陀螺是我国新一代航天器姿态稳定和姿态机动急需的新型惯性执行机构，国外长期严密技术封锁，是我国高分辨率遥感卫星和大型航天器亟待解决的“卡脖子”问题。经过多年持续攻关，先后研制成功我国首台卫星姿控储能两用飞轮（2006年）和首台五自由度主动控制磁悬浮飞轮（2012年在实践九号卫星搭载试验成功），以及我国首台大、中型单框架磁悬浮控制力矩陀螺和小型双框架磁悬浮控制力矩陀螺样机，完成了磁悬浮飞轮型号在轨应用，开辟了航天器姿态控制惯性执行机构的新方向，使我国在该技术领域跨入国际先进行列。