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北斗团队 匠心报国编天网

2019-07-30王碧清

中华儿女 2019年13期
关键词:导航系统北斗卫星

王碧清

我心攻玉润天罡,闪亮登峰自导航。随步窗前生绮梦,顺风耳畔出华章。时空对话千寻短,境界开襟万里长。壮气攻坚河汉渡,不愁织女嫁牛郎。

——刘晓七律《北斗团队》

卫星导航系统是国家安全和经济社会发展不可或缺的信息基础设施,是大国地位和综合国力的重要标志。曾经美国以GPS卫星定位系统掌握着全球的“每一寸土地”,发展我国自己的卫星定位系统势在必行。

1985年,我国著名科学家陈芳允院士提出利用两颗地球同步轨道卫星开展双星定位的设想,经过8年的艰难论证,1994年,北斗一号正式立项。

上世纪80年代,我国在经济、技术、人才等方面都面临极大挑战,可供开展研究的条件可以用“一穷二白”来形容,尤其在技术领域,国外对我国实行严格的封锁。就是在这样的情况下,谭述森、李贵琦、周建华、韩春好等一批北斗先行者投入了这项当时并不被看好的“蛮荒”领域之中。在起步晚、底子薄的情况下,北斗人定下了“三步走”目标:2000年,北斗一号向中国提供服务;2012年,北斗二号向亚太地区提供服务;2020年,北斗三号向全球提供服务。

自主研发谈何容易,北斗一号总设计师、中国工程院院士范本尧回忆,国产化从北斗一号的太阳帆板做起。在规划北斗蓝图时,绝大多数人对于导航卫星是陌生的,而最初那个用药盒、牙签和纸板制作的简易模型,寄托了北斗人对中国导航卫星的灿烂梦想。

1994年,王淑芳正在北京航空航天大学读大四。一场招生宣讲会后,她决定技术报国,放弃了在外企的工作机会,选择参军加入北斗系统建设。她从设计师到主任设计师,与北斗共同成长。

2003年,我国建成北斗一号系统,成为继美、俄之后第三个拥有自主衛星导航系统的国家,首次解决了“我们在哪里”的根本问题。

向着星星出发的征程注定荆棘满布。2007年首颗北斗二号卫星研制阶段期间,根据国际电联的规则,频率资源是有时间限制的。为了节省时间,北斗人与时间赛跑,在成功发射的两年后,北京从飞行试验星获得清晰的信号,此时距离空间频率失效仅有不到四个小时,有效保护了我国卫星导航系统的频率资源。

我国的北斗卫星导航系统进入应用推广后,在交通运输、气象预报等方面有着广阔的应用前景。为了推动北斗成果落地惠及民生,2007年,王淑芳转业到交通行业,承担第二代北斗导航系统首个民用示范工程,成为北斗产业化推广和交通信息化领头人。

2012年12月,北斗系统开通了覆盖亚太地区的服务。值得一提的是,其在服务性能上与GPS相当,部分关键性能上实现了超越。

北斗三号研制时,我国由最初的拓荒者成为领跑的重要力量,并且实现了所有部件和核心器件100%国产化。北斗三号总设计师陈忠贵说:“北斗基础产品已实现历史性跨越,国产北斗芯片实现规模化应用,总体性能达到甚至优于国际同类产品。”北斗三号包含35颗卫星,可实现全球覆盖,计划于2020年建成,可为全球提供定位、导航、授时、短报文等服务。20多年来,北斗人以“万无一失”的工作态度先后将45颗卫星精准送入太空。

“北斗”从无到有,从亚太走向全球,凝结了太多人的心血和付出。正如北斗三号工程副总设计师、卫星首席总设计师谢军所说:“这是一项团队工程,没有个人英雄,航天事业的成功是一个团队的成功。”

谢军1982年毕业于国防科技大学,后被分配至中国航天科技集团下属中国空间技术研究院航天五院504所天线技术研究室工作,开始了“北斗生涯”。一开始,谢军从在地面上靠手一度一度转动转台上的天线开始,成长为高工、研究员、副所长,在2004年时担任北斗二号导航卫星总设计师一职。

“星载原子钟”被誉为导航卫星的心脏,发挥着提供时间基准的作用。原子钟是利用原子跃迁频率稳定的特性来获取精准时间频率信号的设备,其研发涉及到量子物理学、电学、结构力学等众多学科,研制能力要求极高。在北斗二号建设时,第一台原子钟在工作时经常会出现突跳。要知道,时间精度是卫星导航的命门。为了攻克这一难题,谢军整个团队不断地分析相关原理,他自己还频繁往返于北京、西安、武汉、兰州等地,关心当地研制单位的具体进展。

2006年,27岁的部英男进入航天科工二院203所星载氢钟研制团队。在攻关最关键的那两年,部英男被团队中科研前辈的拼命精神深深地感染着,他们“几乎放弃了所有休息日,全年无休扎根在了实验室”。2015年9月30日,首台氢钟随北斗导航卫星发射。星载氢原子钟不仅可以大幅提高导航精度和性能,还可以降低北斗导航系统对地面的依赖程度,能够自主导航半年以上,为“北斗”全球组网提供了强有力的支撑。

国防科技大学电子科学学院导航与时空技术工程研究中心,北斗团队负责人王飞雪和团队成员也取得了一系列突破性成果,是北斗系统建设的主力军力量。中心大厅电子屏上的加班记录,诉说着他们的坚持和不易:陈雷、黄新明、张可平均每年加班达900小时;李柏渝、黄龙、刘哲平均每年出差达190天……

王飞雪说,“北斗一号到北斗三号是从溪流到海洋的跨越,坚持自主创新、奋力攻坚克难是我们完成跨越的灵魂,也是我们迎接未来融合时空挑战的基石。”“把北斗事业建设好,是我们存在的唯一理由。”二十多年来,从几个人的小团队成长为上百人的精锐力量,不同项目组互相支援,休戚与共,集智攻关,战斗力惊人。一位教授说,从方案论证到具体实践,困难随时都在,“但我们从不畏惧,胜则举杯相庆、败则拼死相救”。

创业阶段,老一辈北斗人筚路蓝缕进行研制与创造,后渐渐形成督导师制度,建立起完整的青年人才培养计划和工作“秘籍”,北斗团队星芒耀眼,已形成平均年龄35岁、老中青结合的“北斗军团”。“90后”余速加入航天队伍仅一年多的时间,便经历了多颗北斗卫星研制工作,独立完成了某测试设计和实施,保障了多颗卫星多阶段测试任务的顺利完成。

谢军说,他们是以百米冲刺的速度去跑马拉松,在高强度的节奏下,北斗团队始终以饱满的激情向着“完美”进发。在第9颗北斗三号卫星某关键单机测试中,小于十亿分之一秒的超标,团队都不会放过,他们始终以敬畏之心、极其严苛的标准锻造北斗人的品格,创造了一个又一个奇迹。

如今,北斗卫星导航系统已深入我们的日常生活、工农渔业等,为国计民生提供技术支持。航天人的精神是“特别能吃苦,特别能战斗,特别能攻关,特别能奉献”,而“北斗人”也凝练出自己的精神——自主创新、团结协作、攻坚克难、追求卓越。在开启全球化服务进程中,北斗人正以更加昂扬自信的姿态走向世界,拥抱未来。

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