我们这样创造“北斗奇迹”

张利娟

1994年，一首《好汉歌》红遍了中国大江南北，“天上的星星参北斗”妇孺皆知。为什么要“参北斗”？因为“找不到北”时，抬头看北斗七星就可以了。然而，并不是每次抬头都能如此幸运。

幸运的却是，那一年北斗一号已经立项，我国卫星导航定位系统开启了与世界卫星导航系统跟跑的征程。2012年底，历经磨炼的北斗二号系统建成并向亚太地区提供服务，具备了与世界并跑的能力，北斗三号则直接实现了并肩超越。北斗人用20年的努力走完了美国、俄罗斯40年的历程，向世界证明了中国时间、中国方案和中国精度。

在北京一个阳光明媚的午后，《中国报道》记者采访了北斗卫星导航系统总设计师杨长风，听他将北斗卫星导航系统的艰难发展历程和成功背后的艰辛娓娓道来。

“我们需要自己的时空基准”

中国北斗诞生之初，世界上已有两大全球卫星导航系统：美国GPS、俄罗斯格洛纳斯。已经有其他导航系统了，我们为什么还要下大力气建设北斗呢？

“需要！”杨长风果断地说，“我们需要自己的时空基准，用自己的卫星系统来描述自己的时空位置，这样在关键时刻才不会受制于人。”

杨长风告诉《中国报道》记者，在北斗工程诞生之前，我国也曾在卫星导航领域积极摸索。1970年，我国成功建造了第一颗卫星“东方红一号”，自此，中国航天事业开始起步发展。在卫星导航方面，先后研究过“灯塔一号”等技术探索试验系统，但均未建成正式系统。1983年，以陈芳允院士为代表的专家学者创造性地提出“用两个卫星定位一个目标”，虽然它的区域不是很大，但是能够在中国区域内解决，而且精度比较高，花钱也不太多。

“正是由于利用通信卫星进行定位，这就使我们的导航系统有了独特的短报文功能。”杨长风回忆道。

據了解，为了验证“双星通信导航一体化”的设计，相关研究人员联合了13家测控系统和通信系统单位，在全国几个卫星测控站之间往返试验。1989年的一天夜里，正在做试验的研究小组第一次凭借双星快速定位通信系统实现了精度30米的定位，这个试验结果远远高于当时的技术能力预期。大家一遍一遍互相问：“实现了吗？”都不敢相信自己的眼睛。

“按照现在看来，这个30米的定位精度不高，但在当时的条件下是相当不错的。最关键的是，这一核心技术取得突破后，才有立项的资格。随后，科研人员马上提出建设双星导航定位系统的立项申请。”杨长风如是说。

终于，在1994年1月10日，国家批准北斗一号工程立项。

“立项之后，卫星团队全面展开研制工作，这期间的压力很大。”杨长风告诉《中国报道》记者，“一是核心技术比较欠缺；二是当时国家经济基础比较薄弱，经费非常有限。为了保证北斗一号系统工程的顺利推进，主管机关想尽了各种办法‘挤经费，最终保住了这一工程。”

“北斗一号最值得一提的就是它解决了‘有无的问题。”杨长风总结道，“1993年初，航天五院提出卫星总体方案，初步确定了卫星技术状态和总体技术指标。经过艰苦卓绝的关键技术攻关，终于在2000年底建成北斗一号系统，使我国成为继美、俄之后第三个拥有自主卫星导航系统的国家。

“双星定位系统建成后，北斗系统是与世界其他卫星导航系统一样一步跨到全球组网，还是分阶段走，又引发了争议。”杨长风说。最终，“先区域、后全球”的思路被确定，“三步走”的北斗之路由此铺开。“全球组网需要大量的时间和经费，现在回过头看，当时制定的‘三步走方案更符合中国国情，更为世界提供了一种中国方案。”

4小时期限下，成功拿到频率资源合法权益

卫星空间轨道位置和无线电的频率是一种有限的自然资源。根据国际规则，如果不在国际电联内合法登记，或在登记后的7年里没有使用该频率，你的卫星就无法合法地使用该频率资源。

2000年，正在筹划全球导航系统的中国和欧盟，在当年召开的世界无线电大会上向国际电联提出了扩展卫星导航频率的呼吁。2000年4月18日，国际电联批准了中国申报的全球导航卫星的频率和轨道，中国的北斗系统进入了国际电联的频率总表，正式取得合法地位，只等卫星发射，成功启用。

“一颗卫星的研制周期一般是5年，而北斗二号立项的时间是2004年，这就意味着留给北斗二号的时间只有3年。时间紧、任务重、责任重大。”杨长风感慨道，“但是没有什么可以阻挡北斗人前进的步伐。立项后，北斗人争分夺秒，自定‘白加黑‘5+2的干法，最终在2007年4月初，卫星伴随着运载火箭到了发射中心，本以为万事俱备只欠发射了。”然而，让杨长风万万没想到的是在发射阵地进行第3次总检查的时候，卫星应答机出现了异常，信号不稳定。

“这个应答机相当于我们的手机，是天上和地下进行联系的传输工具。”杨长风解释道，“当时可谓进退两难，把问题彻底地解决，时间可能来不及；要不解决，卫星上去后，可能拿不到信号。最终决定还是彻底解决问题，把应答机从卫星上拿下来处理。但拿下来又面临着两大难点，第一个难点是要在50米高的发射塔架上面给卫星开肠破肚，万一有一点闪失，就会造成整个任务的失败；第二个难点是取出应答机后我们要归零，要把出现的问题找出来。整个过程要进行大量的试验，但研制应答机的单位在上海，我们在西昌。当时归零只给了3天时间，3天往返上海和西昌是不可能的。专家们研究后决定，找附近具有这种试验能力的单位。通过协调，我们在成都找了一个研究所。”

讲到此时，还能明显感受到杨长风的紧张和激动。“当时我们负责归零工作的同志，抱着应答机沿盘山公路颠簸了5个多小时赶到成都。整整3天，通过各种各样的试验，最终把问题解决了。回来的路上，我们的同志像抱初生的婴儿一样一路把应答机抱在手上，回到发射中心。”

北斗人用20年的努力走完了美国、俄罗斯40年的历程，向世界证明了中国时间、中国方案和中国精度。