杨长风：航天梦 参北斗

童欢 易禹琳

北斗卫星导航系统工程总设计师杨长风是湖南省南县人。他长期从事我国卫星等航天器研制、航天系统总体设计和航天工程技术和管理工作，获国家部委级科技进步奖多项，全程参加或主持从“北斗一号”试验系统、“北斗二号”区域系统到“北斗三号”全球系统共三代北斗卫星导航系统的论证设计、工程建设和组织管理工作，为我国北斗卫星导航系统建设发展作出了重要贡献。

卫星导航的中国速度了不起

2019年4月20日22时41分，第44颗北斗导航卫星，即“北斗三号”系统首颗倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星成功发射。北斗系统包含倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星、中圆地球轨道（MEO）卫星、地球同步轨道（GEO）卫星3种轨道卫星，这种混合星座设计是北斗系统独有、国际首创，将有效增加亚太地区卫星可见数，为亚太地区提供更优质服务。

“IGSO就是我们这一次任务发射的卫星。IGSO实际上对提升我们整个系统的完备性，提供了更加好的服务精度。所以，今年我们还要发射8到10颗星，其中就有我们的IGSO星，还有我们使系统稳健提升的6颗MEO卫星。它们使我们的系统更加完备，服务性能更好，功能更加丰富。”杨长风说，“实际上，不只为亚太地区提供优质服务，我们已经提前两年向全球提供服务了。这几年，我们真正地体现了北斗系统的中国速度，也可以说是世界导航史上的一个奇迹。一年发射10箭19星。”

“被迫”诞生的中国原子钟

“北斗三号”系统空间段由30余颗卫星组成，为全球用户提供导航定位等服务。在导航系统中，原子钟可以说是系统的“心脏”，为卫星导航用户提供精确的时间信息服务。高精度的时间基准技术是卫星导航系统最核心的技术，直接决定着系统导航定位精度。如果没有原子钟，那么整个导航系统将没有意义。

最开始，我国是想买国外现有的产品，来加快速度。但通过几轮谈判，到最后要签合同的时候，人家不给了。

原来的计划被打乱，原子钟成为当时北斗卫星导航建设的最大瓶颈。但这也激起了全体北斗人的斗志。买不到，自己造。

“我们举全国之力，组织了3支队伍，同时干，你追我赶。两年多的时间，3支队伍都拿出来了成绩。卫星上天后，性能指标比我们当初想买的还要好。有一个插曲：我们的原子钟研制出来以后，人家又同意卖给我们了，而且价格降了一半。但我们还是坚持用我们自己的。因为我们造出了核心关键器部件，国产化的信心增强了。”杨长风说。

现在，北斗系统自主研制的原子钟，已提升到每3000万年才会出现1秒误差的精度，完全满足了我国的定位精度要求和卫星的使用寿命。

保卫空间国土的背水之战

鲜为人知的是，第一颗北斗导航系统卫星差一点没有按时发射。那段经历，杨长风用“惊心动魄”来形容。

杨长风说：“那是保护我们空间国土的背水之战。这就是‘北斗二号的第一颗星。北斗卫星导航系统在发射的时候，有一个先决条件，必须要有国际电联规定的这样一个频段。相当于频率的使用权利，这是国际电联规定的。2000年，我们向国际电联无线电管理委员会申请了这样一个频率以后，它的规则就是申请之日起，7年内申请方的系统必须开始使用。这意味着，我们必须在2007年发射我们的北斗卫星。如果没有发射，频率的资源就没有了。如果再申请的话，必须先把这个位置让给别人。宝贵的频率资源，只有这么多。”

为了加快进度，全体北斗科研人员进入了几乎全年无休、日夜交接上班的状态。2007年4月，一切准备就绪，火箭在塔架上蓄势待发;最后一轮检查时，却发现了问题。

“2007年4月上旬，我们到了发射基地，到了塔架上面。在第三次总检查的时候，发现我们的应答机异常。这个应答机是什么？相当于我们的手机，让天上的卫星和地面接收站形成互联互通。如果应答机坏了，等于卫星没有无线电信号;没有无线电信号，就拿不到合法的频率资源，就没有空间国土的合法地位。最关键的时候，出了这个问题，我们非常揪心。北斗科研人员必须在3天时间内解决这个问题。”杨长风说。

“应答机的科研单位在上海，3天时间往返于西昌和上海之间，并修复应答机，绝无可能。各方协调之下，我们决定在成都一家科研单位修复应答机。时间紧迫。光取出应答机，就是一个相当复杂的过程。”

杨长风说：“在发射塔架上，在卫星的肚子里面实行‘外科手术，开一个窗口，让人进去，从里面把应答机取出来。在这个‘开膛破肚的过程里，必须保证万无一失。把它拿下来，如果哪個地方，有一丝一毫的操作不当，其他系统就可能受到损害。”

最终，应答机顺利取了出来。那时，西昌还没有高速公路和机场，科研人员只能抱着应答机坐车走山路，到达成都那家科研单位完成修复后，再坐车赶回来。

杨长风说：“我们把它装上去，4月14日卫星发射上去了。经过两天调试，信号发下来了，接收到了。一切都好了。当时，我们在操场上排队，一个个欢呼雀跃。”

独创“星间链路”，打破全球布站僵局

中国北斗卫星导航系统虽然建设起步较晚，但后来居上，走出了一条有中国特色的卫星导航建设道路。因为在全球范围内布站受限，为解决境外卫星的数据传输通道，“北斗三号”采取星星、星地传输功能一体化设计，实现了卫星与卫星、卫星与地面站的链路互通，研发出了独特的“星间链路”。

杨长风说：“GPS、格洛纳斯等是全球布站。当时，我们不可能在全球布站。所以，我们必须要实现星星相连，互联互通。这样的话，我们就可以达到整个星星组网、天地组网和地地组网的要求。”

“星间链路”系统建成后，北斗卫星导航系统精度提升了两倍。300多家单位8万余人参与的北斗卫星导航系统，可归纳出5个“千”“万”：千军万马的参与，千辛万苦的努力，历经千难万险的考验，才能服务千家万户，最终造福千秋万代。

据我国权威部门统计，2018年北斗系统已实现产值近3000亿元。北斗系统将以更好的精度、更强的服务，服务全球，造福人类。

（综合湖南卫视《新闻当事人》、 湖南日报·新湖南客户端2019.4.25）