深空万里，挑战北斗空间应用新高度——访国家“千人计划”特聘专家王盾

深空万里，挑战北斗空间应用新高度
——访国家“千人计划”特聘专家王盾

王盾，工学博士，研究员。国家“千人计划”特聘专家，中国空间技术研究院特聘首席专家，航天恒星科技有限公司导航领域首席专家。历任北京航空航天大学讲师、日本古野电器公司主干研究员、航天恒星科技有限公司科技委副主任。

随着智能化时代的来临，移动互联网与大数据的密切结合愈加需要精确的时空基准，北斗卫星导航系统作为提供时空基准服务的国家空间基础设施，日益成为现代信息服务不可或缺的基础支撑。“十三五”期间，北斗导航将实现“天基地基、室内室外、通信导航、国计民生”融合发展，打造升级版系统，全面贯通感知传输的北斗服务链。

日前，本刊记者对北斗卫星导航应用领域专家王盾就北斗卫星导航系统、高轨自主导航技术、创新理念与人才培养等话题进行了专访。

以国为重：投身祖国航天事业

20世纪90年代，王盾赴日本东京大学留学，获得工学博士学位后在日本企业界长期从事卫星导航技术的相关研发工作。

在国外工作期间，王盾参与了日本国家级重大项目——准天顶卫星导航系统（QZSS）的开发工作，负责LEX导航实验信号（一种L频段高精度导航增强信号）地面监测设备的研制，解决了LEX信号长码直捕、高效CSK（码移键控）解调、周末自动复位等关键技术课题，取得美国和日本多项专利授权。该型监测设备已安装于日本、美国、澳大利亚、泰国和印度等国家的多处QZSS导航信号监测基站。

大学之道，以国为重。“每一个在海外生活的中国人都有一个期待祖国富强、民族复兴的中国梦，只是这个中国梦的表现形式和程度有所不同”，王盾的语气平静而坚定。20世纪90年代以来，中国航天事业迅猛发展的势头和取得的傲人成就引起广泛关注。王盾在日本的博士导师曾向他感慨，未来是你们的天下。作为一个对航天有着天然感情的导航人，身处国外的王盾一直积极关注国内卫星导航系统的规划与建设，参与北斗卫星导航系统的建设成为他回国的最大动力。

长期以来，世界卫星导航的版图被美国的GPS系统和俄罗斯的GLONASS系统占据，尽管日本在以车载导航为代表的卫星导航应用领域发展较早，但在卫星导航系统建设方面开展得较迟，投入有限。而且作为一个外国人，想要深度参与日本卫星导航系统的建设也会受到一定的限制。中国北斗卫星导航系统建设的蓬勃发展为生活在世界各地从事卫星导航相关工作的中国人提供了一个“上知天、下知地”的事业发展大舞台，这样的前景强烈地吸引着王盾。2011年，王盾结束了近20年的留学生涯回到祖国，加入到北斗系统建设和应用的国家队中。王盾说：“能将自身所学投入到祖国的北斗事业和航天事业中，这既是一种荣耀，也是个人成就的满足。因为航天事业总能给我们带来惊喜，不断拓展我们的认知边界与触摸的极限，也因为这份事业里有来自一个国家的最高认可和实力体现。”

转型之路：从技术专才到领军人物

国外的工作历练，让王盾从一个年轻的求学者成长为一个经验丰富的工程技术高级专业人才，领悟到了作为一个技术团队领导者应该具备的素质和职业操守，这为他日后回国发展积累了势能。为了更好地圆自己的中国梦，王盾选择到国内的航天企业发展，而他的目标就是负责北斗卫星系统研制与应用的航天恒星科技有限公司。

加入航天恒星后的王盾首先面临着角色转型升级的要求。在海外工作期间，他主要关注的是具体技术问题的解决和自身团队的管理。回国后，航天恒星为王盾创造了良好的工作环境，任命他为公司科技委副主任，并成为国家“千人计划”特聘专家。这要求王盾具备更加广阔的视野和大局观、对整个领域技术前沿发展的敏感、以及与多方沟通协调的能力，站在更高的角度谋划企业在卫星导航领域的发展规划、把控研发技术质量、提升产品性能和年轻员工的技术水平。回顾回国几年来的经历，王盾说道：“从具体的技术专业人才到技术领军人物的转变，对我本人来讲，是一个在更大舞台上学习成长的过程，只有回到祖国才能得到这样的发展机遇。”

十年磨一剑，过去的十年是中国航天创新发展的十年。从北斗卫星导航系统建设、飞行器交会对接到载人航天的实现，王盾参与并见证了航天事业的快速发展，特别是北斗卫星导航系统发展的历程。随着北斗二号的建设完成，我国卫星导航应用产业已经形成了一套包括基础产品、应用终端、运行服务等在内的较为完整的应用产业链。2017年1月9日，北斗二号工程荣获国家科学技术进步奖特等奖，体现了国家对北斗卫星导航系统的高度重视，充分表明了国家建设发展北斗系统的决心和信心。王盾认为，未来北斗三号全球系统建设完成后，在空间飞行器导航授时领域，将可实现真正意义上的、基于北斗的全时空、高精度、高可靠的定位、导航和授时服务，从而使北斗发挥更加主导的作用，这为我国的卫星导航应用产品走向世界带来了新的发展机遇;包括北斗空间应用产品在内，各类应用标准的制定需要走在前面。对于北斗的发展前景，王盾满怀信心：“北斗是大国重器，肩负国防及国家安全应用，不会也不允许因为全球市场竞争而退缩，将会随着竞争更加完善，为中国及全世界提供优质服务。”

20世纪80年代末期，王盾出国之前恰逢北斗一号最初论证之际，20年后，他回国终于参与了自己国家的卫星导航系统建设，这是最令他骄傲的事情。

技术亮剑：探索卫星导航应用新领域

目前，航天恒星科技有限公司已可为低轨卫星的导航授时需求提供实时在轨亚米级和事后处理毫米级精度的成熟货架产品，达到国际先进水平。低轨卫星是指在3000km高度以下轨道上飞行的卫星，在高于8000km以上的轨道，基于导航卫星的航天器导航授时应用鲜少，多处于学术探索研究的阶段。

2014年10月，探月三期再入返回飞行试验器服务舱和返回器搭载了航天恒星研制的GNSS导航接收机。国际上首次在50000km的高度上实现了基于导航卫星的高轨航天器实时在轨自主导航，为再入返回飞行试验器服务舱在50000—5000km高度的转移轨道上全程提供了实时在轨的连续定位和测速数据，综合性能达到国际领先水平。

基于导航卫星的探月返回在轨自主导航任务有两大技术难题：一是轨道高度超越导航卫星的轨道高度，导航信号功率衰减严重，过去在地面和低轨空间应用成熟的算法已经难以适应任务要求；第二，返回器以第二宇宙速度返回地球，进入大气黑障后再鱼跃弹起落下，任务要求在如此高的动态下保证卫星导航定位测速数据的连续性和准确性。为了克服这两大难题，王盾带领团队齐心协力研究出了适用于高轨空间应用的弱信号捕获跟踪算法和超高动态环境下的信号快捕与跟踪算法，突破了GNSS高轨自主定轨等多项关键技术，为返回器的精确再入控制提供了准确测量数据，保障了探月任务的顺利完成（见图1）。

时隔两年，北斗卫星导航技术在新一代大推力火箭长征五号的发射任务上又得到了创新应用。大型火箭在发射升空后箭器分离，需要对箭体的散落点和散落过程进行掌控和监测。当火箭发射场位于海岸附近、火箭落位于海洋深处时，在远离陆地的海面布设传统的监测网络需要投入很大的资源。将北斗卫星导航系统特有的短报文功能应用于箭体散落监测，不仅可以获得实时准确的监测数据，而且高效和经济。

王盾坦言：“在接到这个任务时，距离火箭发射只剩下不到3个月的时间，研制攻关时间紧、任务重、难度大。”一方面，王盾所在的航天恒星导航事业部科学分解任务，合理配置资源，组织专职团队，严格执行纪律，从而实现工程技术和进度的风险管控；另一方面，基于良好的技术储备，研制团队发扬航天拼搏精神，全力以赴，攻坚克难，反复测试试验，在充分考虑火箭的动态特性、海洋特殊环境等多方面因素的基础上，成功研制出十几套导航设备，较好地完成了任务。这次任务的成功实施充分展示了在北斗二号服务区域的边缘地带，北斗卫星导航系统仍然可以为高动态用户提供高精度的定位测速服务和实时短报文通报服务（见图2）。

创新驱动：开拓钻研加强人才培养

星辰浩瀚，探索不息。只有不断创新，砥砺前行，才能取得更加辉煌的成就。国外的很多创新理念对中国航天事业的发展具有一定的借鉴意义，例如精简高效的团队管理、注重技术创新和转化应用等。但是国外经验不能照搬，因为国情不一样、企业文化不一样、面向的市场也不一样。王盾指出，“搞好企业创新，一定要结合国情，走出适合自己的发展道路”。

企业创新文化的建设需要发扬传统，继往开来。中国航天的拼搏创新文化是最让王盾钦佩和尊重的。“拼搏创新的重点在追赶。面对型号任务，我们能高效地组建团队解决问题、占领阵地、冲锋陷阵。从过去的发展经验来看，我们追赶世界先进水平的速度快、效率高，这种好的传统要保持发扬，”王盾说，“下一步，我们要考虑深化创新，形成一种创新自觉。现在我们已经跑到前面，接下来如何继续往前发展？这是需要认真思考的。”

技术创新需要刻苦钻研，勇攀高峰。作为公司科技委副主任，王盾非常重视青年创新人才的培养，“青年在中国航天队伍中发挥着承上启下的作用，我们要在人才培养方面不断探索实践，实现企业的创新突破。”对于青年关心的成长平台问题，王盾强调，青年骨干要加强自我学习，相互交流和深入钻研。首先应当认识到，知识技术在不断进步发展中，要保持领先就要不断学习，包括自我学习和参加内部培训等。其次，创新需要交流，博取众长才能有目的地创新，例如积极参加北斗导航学术年会和学术交流会等。通过学习掌握最新知识，通过相互交流吸取经验，通过钻研突破前沿，进而深化创新。在青年员工自我强筋健骨的同时，企业应积极创造条件帮助他们“走出去”，让他们去更大的场合锻炼成长。

毛凌野_报道 甄小云_摄影