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“北斗天团”,夜空中最亮的星

2020-10-09北洋君

润·文摘 2020年9期
关键词:原子钟天团导航系统

北洋君

6月23日9时43分,西昌卫星发射中心,长征三号乙运载火箭喷薄着烈焰拔地而起!北斗组网的最后一颗卫星发射成功!北斗三号全球卫星导航系统星座部署宣告全面完成。这荣耀背后,是一支30万人的中国“天团”级队伍!今天,就让我们认识下“北斗天团”!

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时间回到30年前,1990年8月,就在美国的GPS系统第8颗卫星发射升空的当天,“海湾战争”爆发。

GPS一出手就震惊世界:以美国为首的联军精确打击伊拉克,伊拉克军队甚至找不到对手在哪里!这让我们意识到没有自己的卫星导航,就等于把国防拱手让人。

1994年,中国制定“九五”规划时,总共有三个卫星项目需要立项,另外两个项目已经通过审批,到了北斗这里,国家实在拿不出钱了。

相比于美国耗资300亿美元打造的GPS,北斗项目最初的办公室,设立在总参测绘局招待所三楼的一间不足20平米的房间内。

北斗导航工程立项启动不久,信号“快捕精跟”问题就跳了出来。就在所有人都一筹莫展的时候,三位博士还未毕业的20多岁小伙子——王飞雪、雍少为和欧钢,拿出了一套“全数字化”方案。他们从北京抱回一台比较先进的计算机,拿了4万元的试验经费,开始了艰难的攻关历程。没有仪器设备,就东挪西凑找人借,在极为艰难的条件下,他们的仿真试验取得了理想效果。

关键技术立项后,王飞雪和同伴们每天工作二十个小时左右。他们饿了就泡包方便面,累得眼皮子都撑不开时,就泡上一杯浓咖啡提提神,直到实在坚持不住时才打开行军床……这一熬就是整整三年。1998年5月,他们终于测试得到第一批“快捕精跟”数据,效果远远超出了大家的期望值。

2000年,两颗北斗导航试验卫星被送上太空。2003年,第三颗卫星送入太空。中国成为世界上第三个建立卫星导航系统的国家。

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如果说进行“双星”定位的北斗一号是中国对定位导航卫星系统的探索,那么北斗二号的研发就是中国逐步打破美国GPS和俄罗斯GLONASS系统垄断地位的利器!

2003年欧盟邀请中国共同研发伽利略卫星导航系统。然而,中国支付了2.3亿欧元的“加盟费”,却根本无法接触“伽利略”的核心技术,而一分钱都没花的日本和印度,话语权居然比中国还大!

最令人气愤的是欧洲人傲慢地认为中国不可能造出自己的卫星导航系统!这也让我们愈发清醒地认识到,“北斗”导航系统必须靠我们自己。

2005年,当时正在建设的北斗二号系统的“原子钟”突遇问题。原子钟是导航卫星的心脏,如果原子钟有1秒误差,就意味着卫星定位会偏离30万公里!

北斗卫星导航系统总设计师杨长风回忆说:“因为原子钟技术难度太高,当时我們想从欧洲引进,本来已经谈差不多了,但人家突然就不卖给你了。”技术的突然封锁,给北斗团队当头一棒!

“我们北斗人一定要有自己的原子钟。”北斗一下成立了三支队伍同时开展研发。当时,只有20多岁的李春景,成为原子钟研发团队的骨干。李春景带领着年轻的团队,通过大量的分析和计算、无数的试验分析和验证,终于在2007年4月,让一颗“中国心”原子钟伴随我国首颗北斗二号试验卫星成功发射上天!

外国人惊叹中国科研的神奇速度,但北斗人心里最清楚,这种能力是被逼出来的,是靠着不服输的骨气、玩命干的勇气拼下来的。

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2007年2月,一颗刚刚打上天的卫星,突然“失联”!这件事,让北斗二号导航卫星总设计师谢军急得心脏已经提到了嗓子眼里。“找,一定要找出来!”

经过不断地搜寻,在卫星“失联”后的第17天,观测站终于再次捕获了卫星信号,经过地面人员的调控,33天后,这颗“失联”卫星重新开始工作!

然而谢军并未变得轻松,北斗还面临着另一个严峻挑战:与欧洲伽利略导航卫星争夺国际电联的电信频段。

当时留给中国和欧洲导航卫星的电信频率段已经十分狭窄,谁先抢到这段太空领土这段频率就是谁的。这要求下一颗北斗卫星必须在2007年4月17日零点之前从太空中发回信号,否则,中国之后发射的所有北斗卫星将不得不租借他国的频段。

谢军异常冷静,为了确保万无一失,他带领团队在发射场对卫星进行7天7夜连续检查。就在运载火箭上了发射塔架进行第三次总检查的时候,卫星应答机突然异常,此时,留给他们用来修复的时间只剩下了三天。

千钧一发之时,北斗卫星导航系统总设计师杨长风,抱着应答机驱车千里从西昌赶到成都,从零开始,重新进行检验测试。谢军镇定地安抚团队,继续对其他卫星部件进行检查,整整72小时都不曾合眼!

好在最后有惊无险,2007年4月14日4时,这颗肩负重要使命的卫星在西昌升空!距国际电联最后期限仅剩4个小时的时候,第一组卫星信号终于回来,十几个接收机上同时接到了这组从太空回来的信号,那一刻,在场所有人都欢呼跳跃、热泪盈眶!

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2009年,北斗三号工程正式启动建设,北斗团队开始放眼全球,让北斗尽早服务全球,造福全人类。

可欧美等西方国家并不希望中国有自己的定位导航系统,中国的地面站,在境外很难建立。这时,北斗团队年轻的80后们站了出来,不让我们在境外建?我们有更大胆的想法:星间链路!

星间链路就是让卫星与卫星之间建立起稳定的链接,将遍布全球的卫星编织成一张网,只要有一颗卫星在中国的领空,所有卫星便能通过它联系到国内地面站。

然而,要在太空七万公里之间两颗卫星实现建链、通信功能,测距精度达到厘米量级,这个难度可想而知。当时只有29岁的康成斌大胆提出了某关键技术的验证方案:做一颗模拟的卫星去进行测试验证。

历时五年攻关,北斗卫星全球组网的关键技术取得关键突破。最终,星间链路技术让北斗三号“太空兄弟手拉手”,还将定位精度提升到了7万公里测距精度达到厘米级!相当于能看清几十公里外的一根头发丝,测量精度甚至高于GPS!年轻的北斗团队再一次交出了令世界震惊、令国人满意的答卷。

2015年,我国北斗卫星导航系统由区域运行开始向全球运行拓展。运行星间链路的卫星CPU,用的是我国自主研发创造的“龙芯”。从这颗卫星开始,我们北斗卫星的所有核心部件,全是拥有自主知识产权的“中国创造”!

26年过去,曾经的年轻人——60后、70后们已经渐生华发,今天,80后、90后们已经挑起了大梁。就像这些年轻的北斗人说的:有一天,我们也会老,但是中国的北斗事业永远年轻,我们把青春献给北斗,这一生都做北斗人!

今天,55颗卫星组成的北斗已经超越了美国的GPS,成为真正意义上的“全球卫星定位系统”。当我们每个人在手机里看到北斗、听到北斗、用到北斗的时候,请大家记住这支年轻的“北斗天团”,他们,才是夜空中最亮的星!

(墨晗摘自北洋之家微信号)

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