北斗上有颗“姜堰星”

来自江苏姜堰农家的中国人民解放军普通一兵杨元喜，用了33年的时间，学海行舟，书山攀缘，完成了从战士到中国科学院院士的凤凰涅槃。

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1974年12月，初冬的镇江火车站，运载新兵的专列汽笛拉响了，杨元喜看着满车厢草绿映衬着的青春的面庞，摸一摸刚刚换上身的簇新军装，他在心底里笑了。

那一年到泰县梁徐公社接兵的部队，就是后来被中央军委授予“英雄测绘大队”的原中国人民解放军总参谋部第一测绘大队。

1975年3月，新兵连训练结束，大多数战友都按部就班地分配到驻守在天津地区的基层连队，杨元喜却打起背包，跟随一个测量分队，到新疆执行任务去了。

杨元喜除了完成测绘方面的“规定动作”以外，唯一的、也是几乎全部的自选动作就是看书，而且只看与测绘有关的业务书籍。

杨元喜一门心思扑在测绘学上，正好有一个推荐报考解放军郑州测绘学院的名额，上级毫无争议地把这个名额给了杨元喜，杨元喜以接近满分的成绩，录取为该校测绘学专业1976级的大一新生。寒暑假，哪怕春节，杨元喜也猫在学校图书馆内。杨元喜以优异成绩获得了郑州测绘学院测绘学的本科毕业证书，留校，担仼测绘学助教。

1988年晋升讲师后不到两年，杨元喜以高票数破格晋升副教授。再过两年，院里又破格晋升他为教授、郑州测绘学院副院长。杨元喜是位只知耕耘，不问收获的学者，永远是位耕耘中的拼命三郎。

20世纪80年代的中国，科研经费和设施都是捉襟见肘，一台设备几人合用、轮流使用的情况随处可见。一次，在进行一项大地数据网处理工程的时候，需要多台计算机的连续使用，为了不影响学院正常的教学和科研，杨元喜决定利用长假期间的空档完成这个项目，计算机房也破例对外封闭7天，这7天只对杨元喜和他的团队开放。结果，7天7夜，杨元喜让助手们适当轮流休息，他自己没有迈出计算机房一步。

因为杨元喜在大地测量学方面的杰出建树、相关观测抗差估计系列理论体系和自适应抗差导航定位理论体系研究和创立方面的贡献，2007年，杨元喜申报中国科学院院士，第一次申报，全票通过。中国科学院院士和中国工程院院士的申报，极其严格、极其规范，现职两院院士2000人左右，在14亿人口中的比例约为1/70万。因为严格和规范，院士申报中一次成功的很少，第一次申报就获得全票通过的，几乎没有。

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杨元喜本可以在他开辟的杨氏大地测绘学大道上高歌猛进，但让他没想到的是，随着全球导航定位系统在现代化战争中的决定性作用，组织上让他改变研究方向，加入北斗卫星导航研发团队。

作為军人，作为一名对相关前沿学科十分了解的专家，杨元喜太了解卫星导航对助推国民经济发展和国防建设的重要性了。1994年，GPS导航在美国使用。2000年，美国的GPS卫星导航系统臻于完善，导航误差由100米精确到10米。处于改革开放初期的中国，限于国力，搭上了GPS的“顺风车”。然而，连续发生的三起与GPS有关事件，让国人猛醒。

1993年7月，中国银河号远洋货轮出使中东，行至印度洋海面时，美国无中生有地指出，货轮上送达伊朗的集装箱中有一硫二甘醇和亚硫酰氯等禁运化学物品，要求登船检查。中方以侵犯国家主权的名义拒绝了美国的霸权行径。但是，银河号行驶到阿曼湾附近时，美军的直升机从当地基地起飞，在银河号上空盘旋，银河号所在海区的GPS信号突然关闭，银河号进不得，退不了，只能中途“抛锚”。经过交涉，中国货轮经过“第三方”的严格盘查，确认清白，才重新开始了预定的航程。

1996年，人民解放军组织多兵种在台湾海峡举行声势浩大的实弹演习，东风-15导弹第一次在演习中实弹射击，第一发导弹应声发射，准确命中目标。诡异的是，第二发、第三发导弹飞行轨道严重偏离，瞬间无影无踪。事后检查，发现这批弹道导弹研制时，植入的是美国GPS民用制导装置，美军测控部门在接到导弹预警信息后，关闭或发出错误的GPS信号，致使导弹偏离了原来的线路，按惯性进行了一次海上“旅行”。

1999年5月8日清晨，以美国为首的北约B-2隐形轰炸机，袭击轰炸了我国驻南联盟大使馆。B-2隐形轰炸机长途飞行5000公里，扔下的JDAM制导导弹，穿透了使馆大楼的5层楼板在地下室爆炸，靠的就是GPS的精确导航。

中国的北斗卫星导航工程就是在这样的背景下起步的。从起步那天起，这项工程就意味着必须得中国人自己研发、自己制造，用中国的火箭发射，由中国科研人员全面操控，甚至，如杨元喜所说，从高端的芯片，到低端的螺帽，都必须是中国制造。

有位芯片专家这样讲解，芯片研制，就像是在米粒大的空间建造千层百层的高楼大厦，是科学的微雕，毫厘之间，有流动的维多利亚港湾、有崛起的浦东新城，是智慧、心灵、精神甚至体力的全部投入。

北斗二号系统的第一颗卫星发射是个重要的节点，偏偏在发射前3天发现了异常，信号很不稳定。研制队伍的各路人马轮流上阵，72小时内逐项检测，终于查到了问题，卫星按原先设定的时间点火上天。那时的工作条件和环境还相对简陋，在等待卫星发回第一组信号的那一刻，十多个研制团队带着各自的设备，守候在同一片操场上，当各团队的仪器以不同的形式，收到同一组信号时，操场上的欢呼雀跃成了北斗人永远的记忆。

现在，太空中活跃着的卫星导航系统有四家，按时间先后来说，第一家是美国的GPS，第二家是俄罗斯的格洛纳斯，第三家是欧盟的伽利略，第四家是中国的北斗。从使用功能来讲，北斗后来居上，与GPS互有短长。

2017年10月1日之后，北斗讯号覆盖了祖国的山山水水，包括“一带一路”沿线的亚洲国家，当提示语告诉你到达目的地附近时，抬头一看，车子兴许已经停在目的地的门牌号下方。这就是中国北斗的厘米级导航，而美国的GPS系统，即使是最精确级别的军用导航，也只能“精确”到10米左右。

中国目前已有14万渔民、4万多艘渔轮装备和使用了与北斗配套的SOS系统，仅此一项，2017年挽回的财产损失超过2670亿元。杨元喜介绍，北斗三号卫星建成后，短报文通信的容量将扩大到每次最多可发布1200字，功能和范围进一步扩大，所产生的经济效益势必也会成倍地增长。

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2018年11月19日凌晨，两颗全球组网卫星从西昌卫星发射中心顺利升空，标志着北斗三号系统星座部署基本完成，正式开通运行后，“一带一路”沿线国家和地区就可享受完全的导航和搜救服务，中国北斗也迈出了从区域走向全球的关键一步！

北斗导航系统的授时功能也是值得书写、令人骄傲的一笔。通常，我們手腕上的表和家中的钟，标示的是北京时间，北京时间不是中国时间。杨元喜说，作为北斗卫星导航中心副总设计师，他的课题之一是科学界定“中国时间”，作为全国政协委员，他的提案就是建言政府尽快颁授“中国时间”。

北京时间的发布并不在北京，而是在陕西的渭南，那里是中国地理版图的原点。中华人民共和国成立后，经国务院总理周恩来批准，以原点经纬度在地球自转中显示的时间，比对世界时（格林尼治）的数据，由坐落在这里的中国科学院国家授时中心，通过不同频率的无线电波向国内外发布“北京时间”。后来，随着科学技术和社会发展的需要，北京、新疆又增加了两处国家级授时机构。北斗卫星一颗颗上天后，飞行在不同地区、不同授时的时空，势必要有北斗用户统一遵守的“北斗时间”，这样，空中又多了一处中国的授时站点。也就是说，中国现在有四处授时机构，四个权威时间。

尽管四处授时机构的时间测定相差甚微，不太影响普通人的正常生活，但却不是可以忽略不计的。20世纪，人类的重大发现之一是地球并非匀速自转，受地震、海啸、火山爆发的影响，地球自转时快时慢，甚至，地域性的火箭发射和核试验爆炸，也会让地球心惊或“房颤”一下。这一自然现象对人类生活的直接影响是，每两年，我们的“北京时间”就得快拨或调慢一秒，也称闰秒。 “嘀嗒”而过的这一秒，倘不调校，600年就会多出30分钟，等到若干年后太阳在中午才能升起，世界整个颠倒了乾坤。

所以，世界主要大国都根据自己国家的经纬度，比对世界时和原子钟的数据，制定和颁授自己的国家时间。中国幅员辽阔，“一带一路”纵贯亚太，穿越世界时空的北斗卫星，不能兼容四个标准时间，亟须“统一度量衡”，发布统一的、唯一的中国时间。

杨元喜说，中国时间事关生产力和经济的正常运行与发展。现代技术条件下的航空、航天、地震、测绘、通信、气象等要求的时间服务，已经精确到了毫秒、微秒，没有统一的授时，以上相关系统怎能平稳健康地运行？在建的“一带一路”高速铁路，将以什么时间作为标准在亚太地区安全准点地穿行？

中国时间就是金钱。杨元喜说，我国手持1.4万亿美元的美国国债，日息就达7400万美元，秒息也是个大数字。这些年来，美国在每两年一秒问题上用的手法是，要么提前结束尾盘交易，要么把一秒化成若干个微秒蒙混过去。从当年的4月开始，我们在上海口岸开始以人民币结算石油期货交易、矿石期货交易，难道我们还以GPS时间、以美国国家时间为准不成？

中国时间还攸关国家主权、人民生命甚至现代化战争的输赢。杨元喜说，现代战争是信息化战争，发射导弹的同时必须考虑到对方的拦截和反击。发射的导弹被对方拦截，或者，发射场地暴露后对方在分秒之间施以反击，那你的第一波打击不仅竹篮打水，而且可能在对方的反击中毁于一瞬。所以，现代战争已经不要求各个导弹基地对锁定目标的同时发射，而是要求不同方位的制导导弹在同一时间砸向锁定目标，每一枚导弹都要在锁定目标的锁定位置上同时开花。按导弹同时开花的时间精度计算，要精确到微秒、毫秒、甚至纳秒。

昨天的海湾战争、伊拉克、利比亚，今天的中东地区、叙利亚，都是在重复上演着这种现代战争的活剧。据《参考消息》报道，当年的4月13日美国空袭叙利亚之前，GPS首先于凌晨4点关闭了中东地区上空的导航讯号和时间讯号，直至4月17日战争停止，讯号才得以恢复，造成了这段时间这一地区民航和地区通行的严重混乱。美国的GPS民用讯号关闭后，俄罗斯增强了中东地区格洛纳斯卫星军用信号的频率，尽管受到美国军方的严重干扰，但部署在叙利亚境内的苏式反导拦截，还是取得了双方不得不承认的成功。美式军火在全球大行其道，除性能的先进以外，GPS提供的信息和使用方面的支撑，对购买方有着极大的诱惑：买了我的军火，我为你提供情报。也再一次给了我们警醒，只有使用自己授定的国家时间，使用自己的武器和自己的卫星导航、行使祖国领土、领海、领空的保卫权，才可能做到万无一失。

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明白了以上道理，就会理解，这个世界上有个只有四名会员的高、大、上俱乐部，这个俱乐部就是GNSS（全球导航卫星系统）。四名成员是M国GPS，俄罗斯格洛纳斯（GLONASS），欧洲伽利略（GALILEO），中国北斗（COMPASS）。四名会员旗下集结了各自国家一批顶级的科学家和工程师，中国是最年轻的会员，资历虽浅，却朝气勃勃。

杨元喜介绍2009年的一次会议。那次议题是四家成员间卫星导航的兼容和互操作问题，M方早有准备地推出一系列有利于自己的条款，这些条款的共同特征就是让GPS的标准成为大家共同遵守的标准，你用了我的标准，就得用我的设备，你的数据和机密就得在我的监控之中。杨元喜掂量，这个发言最受伤的是俄罗斯的格洛纳斯。因为2009年中国的北斗二号才发射了两颗卫星，导航系统还没有形成气候。而俄罗斯1999年就发布了总统令，批准了格洛纳斯的民用计划;2009年，全俄罗斯境内的武器装备、运输车船一律强制使用格洛纳斯导航讯号。所以，M国人推出的标准，首先是对俄罗斯的制约和挑衅，其次，也是对欧盟和中国的一种画地为牢式的约束。俄罗斯科学家可能因为英语阅读能力或听力方面的疏忽，居然对主持人提供的会议文件和主题发言毫无反应。

杨元喜急了，在俄罗斯代表离席走向卫生间时，他跟了出来，与俄罗斯代表做了交流。

接下来的会议上，俄罗斯代表批驳了M方的发言，表示不接受M方制定的标准。M方代表傲慢了起来：不接受M方制定的标准，我的GPS只要在空域讯号中提高点“底噪”（相当于噪音干扰），让你的格洛纳斯只能成为空中摆设。

杨元喜坐不住了，他据理力争，从专业角度指出相关条款的不合理和霸凌之处，他说兼容首先是相互容许、容有大家的存在，然后再互相交换应该交换的技术和情报，求同存异，互存互荣。欧盟的伽利略也在起步发展阶段，马上表态附和杨元喜。最后，主持人在尴尬的气氛中，反复征求Dr.杨（杨博士）的意见，四家才共同签署了本次会议的纪要。

从那次开始，在涉及卫星导航的国际会议上，杨元喜成了中方当然的首席代表，遇有难啃的骨头，或者专业性很强的沟通，都是Dr.杨首先发言。杨元喜说，那次听到M国代表霸气十足的发言，我的感觉就像我亲爱的母亲受到了别人欺负一样，我要挺身出来发言，不管你听得懂听不懂，我都要发言，你如果听不懂，我写下来给你，反正我要讲话。

2018年2月，美国导航学会在年度国际技术大会上，授予杨元喜美国导航学会会士（ION Fellow）称号，“以表彰他在中国北斗卫星导航系统发展过程中的领导作用和技术贡献，以及在倡导卫星导航国际合作中做出的努力”。这是本届大会的唯一一块会士奖牌，开创了中国学者获此殊荣的先例。

近20年来，杨元喜已指导了30多名博士研究生和40多名硕士研究生。杨元喜的北斗+工程很宏伟，人才工程只是北斗+的一号工程，到2035年北斗+全面建成以后，北斗导航讯号要完成7维空间的覆盖，从地面到海面，从低空到高空、从海底到外太空，人类能够征服的地方，都是北斗能够提供服务的地方……

周桐淦：记者、报告文学作家，江苏省中华文化促进会副主席，江苏省作家协会原副主席、扬子晚报原副总编辑。

编辑 木木