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陈忠贵:让中国北斗为世界导航

2020-10-12何佳芮王洋王伟

科学大众 2020年18期
关键词:原子钟导航系统北斗

□文/何佳芮 王洋 王伟

【人物小传】

陈忠贵,中国航天科技集团公司五院总体部研究员,博士生导师。长期从事卫星总体设计工作,曾任航天五院总体部通信导航总体室主任,在卫星型号研制方面,历任“东方红四号”卫星公用平台总体主任设计师、“北斗二号”卫星系统副总设计师、“东方红三号B”卫星公用平台总设计师等型号职务,目前为“北斗三号”卫星系统总设计师。曾获国家科学技术进步特等奖、国家科学技术进步三等奖、军队科技进步一等奖等,曾获中国航天科技集团航天功勋奖、航天创新奖等奖项,为中国航天科技集团公司学术和技术带头人,发表论文50 多篇,申请专利10 多项。

6 月23 日9 时43 分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功发射北斗系统第五十五颗导航卫星,即北斗三号最后一颗全球组网卫星,至此,北斗三号全球卫星导航系统星座部署比原计划提前半年全面完成。中国成为继美国之后,第二个拥有真正全球组网星座卫星导航系统的国家。

南京航空航天大学1986 级校友、北斗三号卫星系统总设计师陈忠贵,见证了我国北斗卫星导航系统从无到有、从弱到强、从区域到全球的跨越发展与辉煌成就。他带领着北斗团队接力传承、呕心沥血,自主研发了多项世界卫星导航领先技术,实现了关键产品和元器件的国产化,为祖国的浩瀚长空护航,为人民的幸福安康引航,为经济的快速腾飞导航。

心向航天启新程 求学南航梦终成

南航是每一位青年学子人生选择与事业发展的北斗星,这是陈忠贵个人成长与事业发展的切身体会。本科毕业于太原重机学院的他,学的是矿山机械,出于对航空航天梦的向往,他辞去了工作,报考了南京航空学院(1993 年更名为南京航空航天大学)的数理力学专业,师从朱明教授,研究多体动力学。

“南航的学风非常严格,尤其是专业基础课程的要求特别高,考试不含糊。”这是陈忠贵回忆读研学习生活时印象最深的事。严谨的学风与潜心育人的教师,使陈忠贵在读研期间及时弥补了专业基础的差距,为后期工作发展奠定了根基。

在朱明教授的指导下,陈忠贵完成了多体动力学新型建模理论和分析软件开发。当时,航天领域十分缺乏从事动力学、热学等学科研究的专业人才,这样的机缘使陈忠贵在毕业后毅然选择了航天五院,进入他热爱的领域。

披荆斩棘铸国器 桃李不言传薪火

刚进入航天五院工作时,陈忠贵从事的是多体动力学的数据分析、验证、计算及成果鉴定等工作。1995 年,他被调入通信导航总体室,开始了导航卫星的研制工作。

2007 年4 月14 日,北斗二号卫星导航系统建设计划中的第一颗组网卫星发射成功。按照国际电联的相关规定,北斗二号卫星导航系统必须在7 年之内完成卫星导航信号在轨向地面发播,否则就取消导航频率的优先使用权,需要重新申请频率和开展相关国际协调,这就意味着将失去我国发展全球卫星导航系统的最佳机会。面对紧迫的研制任务,时任卫星副总设计师的陈忠贵带领大家奋战8 个月,不断改进集成测试验证方法,最终在国际电联规定日期前成功完成了卫星的发射和信号开通。

科研之余,陈忠贵还积极担任督导师,做好青年后备人才的“传帮带”。他始终坚持“以老带新,积淀传承”的团队建设理念,正是这样的理念,让北斗导航系统不断接力传承、创新超越。

自力更生创伟业 唯实创新谱新篇

“北斗三号系统的核心就是以更高精准、更高性能服务全球。”陈忠贵充满自信地指出,要让中国的北斗成为世界的北斗。这份自信来源于北斗三号卫星导航系统在若干技术领域的创新超越。

相较北斗二号,北斗三号卫星导航系统的功能要求更多,指标要求更高,健壮性、可用性和可靠性要求更强。“星载原子钟作为导航卫星的‘心脏’,它决定了导航系统的导航定位、测速及授时的精度,是一个国家能否具备独立发展导航系统能力的核心技术之一。北斗二号研制阶段,原子钟曾从一家瑞士公司引进,但欧盟要求该公司提供的原子钟必须比‘伽利略’导航系统低一个数量级的精度,这让我认识到关键核心技术要靠自己来完成。”陈忠贵说。

在科研团队的攻关下,我国攻克了铷原子钟、氢原子钟的关键技术,并在导航卫星上使用了这两种原子钟搭配,计时精度可达到每3 000 万年误差1 秒,在某些方面超越了GPS 等导航系统原子钟和时间基准的性能指标。目前,北斗三号卫星在RDSS 服务、广域增强服务、全球短报文服务、搜索救援服务等方面都形成了鲜明的北斗特色,并在系统信号性能、系统传输和测距性能、星载原子钟性能、关键产品和元器件国产化等方面实现了对国外技术的局部领先。

展望北斗未来,陈忠贵坚信能够建设服务全球、重点突出、富有特色、局部领先、平稳过渡的北斗卫星系统,形成更加泛在、更加融合、更加智能的基准时空体系,建成航天强国体系。

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