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中国北斗

2022-04-23龚盛辉

传奇·传记文学选刊 2022年4期
关键词:北斗卫星

龚盛辉

编者按:

卫星导航的诞生,改变了世界。中国北斗人凭着“自主创新、团结协作、攻坚克难、追求卓越”的北斗精神,攻克了具有世界领先水平的新一代导航信号技术,实现了卫星小型化等一系列颠覆性创新,创造了卫星导航新奇迹。“中国的北斗,世界的北斗”,既是大国情怀,也是北斗卫星导航建设的初衷。本刊从山东文艺出版社《中国北斗》一书中节选了部分章节,以此向每一位北斗人致敬。

带着“向导”的导弹

在充满未知的地球上,如何准确找到自己的位置和前行方向,是科学家矢志不移的追求之一,时刻牵动着他们敏锐的神经。

1957年10月4日,人类第一颗人造地球卫星在苏联的拜科努尔航天发射中心升空,开启了人类的太空时代。

人类首颗卫星升空的第二年,即1958年,美国海军率先开启了卫星定位研究,经过数年卓有成效的探索,建成了人类第一个卫星定位系统——子午仪卫星定位系统。虽然定位时间长,不能连续导航,也难以修正电离层延迟误差,但它在人类定位技术史上无疑具有革命性的意义。针对它的缺陷,美国海军也提出新计划,试验了星载原子钟,拟为海军舰艇尤其是核潜艇提供低动态的二维定位服务。与此同时,美国空军提出“621B计划”,准备以伪随机码作为基础的测距原理,为空军提供高动态三维服务。1973年,美国五角大楼将海空军的方案合二为一,建立国防导航卫星系统,这是GPS(Global Positioning System)的雛形。此后不久,美国国防导航卫星系统更名为全球定位系统,即GPS。从20世纪70年代末到80年代中期,美国先后发射11颗试验卫星,充分验证了地面接收机、地面跟踪网络和GPS卫星定位能力的可靠性。1989年2月,第一颗GPS工作卫星成功发射,GPS开始组网。此后短短两年间,美国共发射了9颗GPS卫星,可谓争分夺秒,紧锣密鼓。

经历了20世纪50年代的朝鲜战争和自20世纪50年代持续至70年代的越南战争后,面对数字惊人的人员伤亡,美军对短兵相接、相互渗透的作战模式产生了恐惧,开始探索新的作战模式。随着信息技术的出现及不断成熟,美国提出了“精确战”概念。

“精确战”是指依靠信息技术的支持,运用精确制导武器系统,对敌人实行精确打击的作战模式。它可在多维空间和不同时间,以多种方式对敌人实施全方位立体打击,进而达到作战目的。它具有作战距离远、重点打击精确、作战节奏快、作战效益高、附带伤亡小、作战可控性强的特点。

“精确战”的实现,需要信息技术尤其是卫星导航定位技术的支撑。

1990年8月,海湾战争爆发。1991年初,美国发起了代号为“沙漠风暴”的军事行动。这场行动几乎是在美军部署完成第一个GPS基本星座的同一时间爆发的。就在行动实施前的16个月里,美军先后发射了10颗导航卫星,与在轨的数颗超期服役试验卫星,共同组成了一个庞大的GPS星座,为整个海湾战区提供全天候二维(经度、纬度)和每天19小时的三维(经度、纬度、高度)导航定位服务。

当时美军的导航卫星为防区外发射的空对地导弹提供精确制导,在高密度空袭中,为几百架飞机提供精确导航,提高了战斗机和轰炸机的攻击精度,隐身飞机和巡航导弹几乎全靠GPS来选择隐蔽的进攻路线。同时,它还为在沙漠中行军的部队提供了精确定位服务和方向指引。虽然此时GPS卫星在战争中应用有限,但它却向世人展示了巨大的潜在军事价值,尤其是“战斧”巡航导弹的威力,更是让人目瞪口呆。

时任伊拉克总统萨达姆耗费近10年时间,苦心经营了一座深入地下数十米、富丽堂皇的地下总统府。战争爆发后,美军实施“斩首行动”,从战舰上发射的两枚“战斧”巡航导弹,在GPS引导下飞行2000多公里,一前一后精确通过直径不到2米的位于沙漠腹地的地下总统府地面换气窗,一举摧毁了萨达姆的地下宫殿。

两枚“战斧”巡航导弹,飞行2000多公里,全部命中直径不到2米的目标!还有什么比它更精准?

由此,“战斧”被人们称为“带着‘向导的导弹”。

这场战争,也被军事理论家们称为“精确战的源头与象征”。

高科技领域的“新宠”

第一次海湾战争结束后,它的最高导演和指挥者——美国总统老布什,向国会发表国情咨文演讲,在讲到这场战争时,他挥手在空中画了一个圆,然后微昂着头,迎接台下的掌声和欢呼声。

军事观察家们把老布什画圆的手势称为“开启世界卫星导航时代的经典手势”。它不仅意味着向美军发出了加紧GPS建设的号令,还标志着导航“战国时代”的到来。

美国五角大楼闻令而动,更加积极地推进全球卫星导航系统建设。1991年7月,美国GPS卫星全部使用新一代技术,将定位精度提高到粗码精度100米、精码精度10米。1993年12月,GPS具备初步作战能力。1994年3月,美国预定的24颗卫星全部发射完毕。1995年4月,美国宣布GPS具备完全作战能力。

此后,美国为保持在世界导航技术领域的绝对优势,按照“部署一代、改进一代、研发一代”的战略,坚持以每代间隔10年的速度,紧锣密鼓地对GPS进行更新换代。1997年,美国开始新一代导航卫星发射,到2004年,共有12颗新一代导航卫星升空,民用GPS的定位精度达到6.2米的实用化水平。2005年到2009年,美国共发射8颗GPS升级版卫星,信号强度增加4倍,定位精度达到分米级。2010年至2014年,美国发射了12颗新一代GPS卫星,定位精度再次提升,系统整体性能进一步增强。

1993年,俄罗斯局势稍有好转,当叶利钦政府能够腾出精力重新审视美军GPS建设情况及其在第一次海湾战争中的表现时,竟被老布什那个在空中画圆的手势惊出一身冷汗。俄罗斯紧急调拨数十亿美元,陆续向太空发射数十颗导航卫星,建成了覆盖全球的格罗纳斯导航定位系统。

欧盟于1999年首次公布了伽利略导航定位系统建设计划。伽利略计划由欧盟国家投资35亿欧元,同时联合日本、以色列、乌克兰、印度、摩洛哥、韩国、阿根廷、巴西、墨西哥、挪威、智利、马来西亚、加拿大、澳大利亚等国家共同建设。伽利略导航定位系统是欧洲自主的、独立的全球卫星导航系统,提供高精度、高可靠性的定位服务,有着覆盖全球的导航和定位功能。

我们的近邻日本和印度,前者建立了覆盖本土及周边的准天顶导航定位系统,后者也研制建设了区域导航系统。因为在他们看来,卫星导航定位系统是国家崛起的重器,亦是大国标志之一。

卫星导航,已成为全世界高科技领域的“新宠”。

“双星定位系统”

卫星导航方兴未艾之际,正值中国改革开放初期。一些有着敏锐目光的科技工作者认识到,卫星导航技术在社会各领域有着巨大的应用价值和广阔的发展前景。中国作为世界第一人口大国,如果使这一技术惠及民众,不仅能造福本国百姓,也是对世界人民的重要贡献。

1983年,以中国航天测控技术创始人之一、国家“863计划”倡议人之一、“两弹一星功勋奖章”获得者陈芳允教授为代表的老一辈航天科学家,为中国卫星导航找到了一条科学的道路——“双星定位系统”。

1958年,美国启动了世界上第一个卫星定位系统“子午仪卫星定位系统”建设工程。这一信息宛如一颗陨石掉进了陈芳允等航天专家的脑海,激起层层波澜,他们从那时起就开始对新兴的卫星导航技术进行跟踪研究。

虽然中国航天事业刚刚起步,但在航天专家们的倡导下,国家很快制定了代号为“灯塔计划”的卫星导航方案,并将其写入“七五”计划。但当时的经济条件、技术力量和生产条件都不成熟。因此,直到20世纪70年代末80年代初,“灯塔计划”仍没有进入工程实施阶段。

陈芳允认为,中国卫星导航计划之所以出现迟滞,是因为没有找到适合中国国情的卫星导航发展之路。况且,卫星导航定位技术不仅技术要求高、工程难度大,还是个吞金熔银的“时尚游戏”,像美国建设GPS那样,动辄投入数十亿乃至上百亿美元,这对当时的中国来说,无疑是天文数字。须知,1980年中国的GDP总量仅有4587.6亿元。建设卫星导航系统这样的“时尚游戏”,中国人显然玩不起。

但玩不起就不玩了吗?

当然要玩。卫星导航系统影响着世界的未来,国家再穷,也要玩。

怎样才能让中国在世界导航定位技术领域既“玩得起”又“玩得像”呢?陈芳允、沈荣骏、孙家栋等我国老一辈航天科学家在苦苦思索这个问题,并相互交流探讨。陈芳允把大家的讨论成果予以总结提炼,于1983年首次提出了“双星定位系统”的设想,并在世界上首次设计了系统的通信功能,让系统不仅像GPS那样能让人知道“我在哪里”,还能告诉别人“我需要什么”。

沈荣骏教授对陈芳允的“双星定位”构想非常支持。

那年,沈荣骏、孙家栋等一行人出国考察。他们先后出访了巴西、加拿大,接着来到美国。一天,他们在高通公司参观时,意外发现该公司用两颗静地轨道卫星建立的导航系统,为汽车、轮船等交通工具提供的导航服务效果非常好。沈荣骏、孙家栋都认为“双星定位系统”工程建设简单,经费需求相对较少,而技术起点高、创新亮点多,符合中国国情。

回国后,沈荣骏立刻与陈芳允进行交流,并安排了项目专款,在北京跟踪与通信技术研究所设立了“双星定位”总体论证和试验演示项目。为此,研究所很快成立了以刘志逵为组长,何平江、王莉、曹绍鹿等为组员的“双星定位系统”验证小组。

1989年9月4日凌晨,“双星定位系统”首次星地对接演示,成功收到卫星信号,定位精度与美国第一代GPS的定位精度非常接近。

“生命线要攥在自己手里”

1983年9月1日清晨,苏联库页岛上空一声巨响,因导航系统故障误入該国领空的韩国007号客机,被苏联战机击落,机上的机组人员和200多名乘客无一生还,酿成“007空难”。

人们在震惊之余,都在心里祈祷,但愿此类悲剧再也不要重演,并寄希望于美国正在兴建的GPS。而美国政府也似乎非常乐于助人,时任总统里根在新闻发布会上向世界宣布:GPS一旦建成,将向全世界免费开放,让人类共同使用。

一时间,美国GPS成为世人眼里的“活雷锋”。就在“007空难”发生一年多后的1985年4月15至18日,美国在华盛顿举办了“GPS全球定位系统国际运用研讨会”,盛邀世界各国专家前来学习研讨GPS的功能及应用。

我国测绘领域专家卜庆君也在受邀之列。卜庆君上大学时学的是天文学专业,专业与岗位的敏感让他很早就开始关注GPS,对它的用途了如指掌。接到美国邀请后,卜庆君脑海里跳出了一连串的问号:从来对高新技术捂得死紧的美国,为何突然如此慷慨?他们背后的意图是什么?

带着这些问号,卜庆君登上飞往美国的航班,走进了研讨会会场。果然,美方人员带着一脸豪情介绍完GPS的用途和前景后,便毫不隐讳地对来自世界各国的专家说:“我们的GPS编码分为军用和民用两种。在特殊情况下,为了保证我们国家的安全,我们军方会采取三种措施应对紧急状况:第一,降低对方的导航精度;第二,随时变换编码;第三,进行区域性管理。”也就是说,通过以上三种方式,美方可以限制国内外用户对GPS的使用。

听了这话,卜庆君心里像打翻了五味瓶,很不是滋味。虽然人家的GPS让全世界共享,可要是这世界上只有GPS这一家导航,无论是哪个国家用了,把它装到飞机、轮船、火箭上,都如同自己的身体装上了别人的眼睛,终究不是长久之计。要是眼睛哪天累了,或是不高兴了,把上下眼皮一合,身体不就抓瞎了吗?

无论是身体,还是眼睛,只有是自己的,才能自主可控,才靠谱,才不心慌!

回国后,卜庆君向上级呈送了一份报告,建议对于GPS的发展和应用要跟踪研究,与此同时,要发展中国自己的卫星导航系统。几天后,卜庆君在一个国内学术研讨会上,听到了陈芳允做的学术报告,当听到“利用两颗卫星就可以解决地面定位问题”时,他那张自参加了美国研讨会后就一直阴沉着的脸,第一次露出了喜悦的笑容。

但那时,由于历史条件的局限,人们对中国是否发展卫星导航定位事业,出现了“两少”“两多”的态度——赞赏的少,支持的少;提疑问的多,泼凉水的多。

人们提出的第一个疑问是:我们有没有这个经济实力?

美国GPS研发20多年,耗费上百亿美元。而当时的中国,正集中精力搞经济建设,国民经济仍处在困境中,又正值改革开放之初、百废待兴之时,亟待投资的领域很多,要从有限的“蛋糕”上剜下一大块,投入几年乃至十几年才能见到效益的卫星导航建设,无论是谁都要三思而后行。

人们提出的第二个疑问是:我们的技术水平能否达到?

卫星导航定位是个前沿性强、技术难度大的航天工程。以当时我国的航天技术水平和人才储备状况,即使选择相对容易实现的“双星定位”方案,对我们来说也是一条充满荆棘的道路。

人们提出的第三个疑问是:既然美国已经快要建成GPS并承诺向全球免费开放,我们还有必要搞这个“双星定位系统”吗?甚至有人说,中美两国在国际事务中合作还算默契,以后美国GPS向世界开放,连苏联都可以免费共享,难道还会不让我们中国人使用?既如此,还用得着火急火燎地花那么多钱搞自己的卫星导航定位系统吗?

陈芳允、沈荣骏、孙家栋等专家听了这些疑问,禁不住暗暗焦急。

他们要告诉大家,卫星导航系统是什么。

是不折不扣的国之重器,是提高一个国家国际地位的重要载体,是促进和推动经济社会发展的强大动力,是推动国家信息化建设的重要保证,是应对重大自然灾害的生命通道……

这样的“生命线”,我们岂能寄希望于别人恩赐,又怎能不牢牢地攥在自己手里?

1994年,代号为“北斗一号”的卫星导航定位系统终于被国家正式立项,以测绘主管部门为第一用户,成立应用管理中心。中国卫星导航建设,终于在美国GPS建设走了近20年,陈芳允提出“双星定位”方案10年后,徐徐拉开了大幕。

“国家需要,我就去做”

卫星导航系统是超级大科学、大工程、大系统,建设时间长,学科覆盖面广,参建人员多,投入资金大。如美国GPS从20世纪70年代初启动到1994年预定卫星发射完毕,历时20多年,涉及近百个学科专业方向,数百个国家部门、科研机构参加建设,高峰时期参建人数多达数十万,先后投入资金达百亿美元。

那么,谁能担当中国北斗卫星导航系统总设计师呢?大家都在心里揣测。在人们翘首以待的目光里,孙家栋被任命为北斗一号总设计师,李祖洪被任命为副总设计师。

孙家栋是中国航天事业发展历程的亲历者、见证者和决策人、组织者之一,是中国航天领域少有的既研制过火箭又研制过卫星,既有深厚的航天学术底蕴、丰富的航天工程实践经验,又有航天产品出口贸易经历的“航天全才”。

在数十年航天生涯中,孙家栋创造了众多的中国第一:第一颗人造地球卫星、第一颗遥感探测卫星、第一颗返回式卫星的技术负责人、总设计师,中国通信卫星、气象卫星、资源探测卫星等第二代应用卫星的工程总师,中国探月工程总设计师……

1929年,孙家栋出生于辽宁瓦房店。1942年,他考入哈尔滨第一高等学校土木系,中途因战争失学。1948年9月,他考入哈尔滨工业大学预科学习俄文。1951年,他和另外29名同学一道,被派往苏联茹柯夫斯基工程学院学习飞机发动机专业,成为中华人民共和国成立后第一批公派留学人员。茹柯夫斯基工程学院规定,每年各科考试成绩都获得5分的同学,毕业时可获得一枚印有斯大林头像的金质奖章。1958年,孙家栋带着这样一枚珍贵的金质奖章回到了祖国。彼时,正是“两弹一星”工程启动之时,需要大量的专业人才。因此,孙家栋被分配到航天部门总体设计部。对此,孙家栋感慨地说:“学了7年飞机发动机专业,本以为会和飞机打一辈子交道,没想到却干起了总体设计。”尽管如此,当组织上问他有什么想法时,他依然微笑着回答:“国家需要,我就去做,并努力做好。”

中国卫星导航问题也是孙家栋一直在思考的问题。他敏锐地意识到,卫星导航系统对国家强盛至关重要,一个国家只有拥有自主研发、自主控制的卫星导航系统,才能为现代化建设提供一个可靠保障。但中国卫星导航事业如何走?孙家栋认为,中国的卫星导航事业要像美国、俄罗斯那样一步建成全球系统,显然不符合研发起步落后、技术人才匮乏、技术基础欠缺、经济实力薄弱的中国实际,中国卫星导航之路需要“摸着石头过河”,只能走循序渐进的建设路子。

铁皮屋的品格

20世纪90年代初的一天傍晚,西安某研究所高级工程师谭述森正和妻子张玉华在大院里散步,一位办公室工作人员跑过来通知他:“北京来领导了,点名要见您。晚上8点,领导在招待所等您。”

这位从北京来的领导,正是卜庆君。他一直积极推动卫星导航工程,现在终于有了眉目。应用管理中心作为北斗一号第一用戶单位,肩负着建立北京卫星导航中心等一系列重大任务。卜庆君高兴之余,依然眉头紧锁。我国的卫星导航事业起步比美国晚20年,一无技术,二无经验,三无人才,四无卫星通信频率资源,科技实力甚至不足以研制一台简单的GPS接收机。因此,首先必须建立一支团队,集合一批懂测绘的导航技术专业人才。

卜庆君自然而然地想到了谭述森。

谭述森是测绘老专家。20世纪60年代,西藏地区测绘任务非常紧迫,上大学时攻读雷达专业的谭述森加入了针对西藏地区进行测绘的行列,探索运用雷达技术从事地形测绘。1974年,南海地形资料亟待完善,谭述森又肩负起南海测绘重任。他作为南海测绘大队的分队队长,带领队友们踏波逐浪、爬礁登岛,完成了我国西沙群岛大地联测和海上岛礁摄影,为西沙群岛高精度测绘成果纳入新中国地图作出了关键性贡献。20世纪70年代末80年代初,我国南方急需解决丛林地带导航定位难题,谭述森再次临危受命,率领技术人员上高山入丛林,探索找寻现代化导航定位手段。

这样一位数次在关键时刻完成关键任务的测绘专家,无疑是值得信赖的。现在唯一让卜庆君担心的是,谭述森已经52岁了,是十几年的老高工,享受国务院特殊津贴,可谓功成名就,完全有资格享享清福,不知他是否还“志在千里”,愿意接受开拓“天疆”的重任。

让卜庆君没想到的是,他与谭述森见面后,刚说完“组织上准备让您担任北京卫星导航中心总工程师”这句话,谭述森眼都没眨一下,就答应下来:“这事,我干!”还追加了一句:“这事,我太想干了!”

谭述森对这事可谓期待已久。通过多年应用雷达技术探索复杂地区的测绘实践,他发现雷达技术手段对复杂地区测绘依然鞭长莫及,有着诸多局限性。他先后把国外两种新兴技术引入复杂地区的测绘,但效果都不尽如人意。20世纪80年代初,他再次探索运用子午仪、通信系统实现导航定位,结果还是行不通。正在谭述森苦苦探索中国复杂地区测绘之路时,美国的GPS突然闯入他的视野,经过仔细深入的研究,他认为只有卫星导航技术能够破解复杂地区测绘难题。从那时起,谭述森就期待着中国卫星导航事业早日启航。

1994年,接受北京衛星导航中心总工程师重任的谭述森从西安调到了北京工作。

当时北斗已决定立项,但波折远没有停止。正式立项报告呈送到国家有关部门后,得到了“卫星导航确实很重要,可以开始预研”的指示。负责拟定立项报告的领导一看到指示中的“预研”两个字就急了——什么是预研?预研就是基础技术预先研究。基础技术早已完成,还继续“预研”,意味着北斗工程启动将遥遥无期。

他们马上给有关部门打电话,恳求对“双星定位系统”正式立项,立刻进行工程策划。接着又给航天主管部门有关领导打电话,请他们在有关会议上“多给卫星导航说说话”。王统业是位长期从事航天科技管理的老领导,他深知新兴的卫星导航技术对于一个国家的未来意味着什么,通过他和沈荣骏等领导、专家在有关会议上深入陈述、反复强调,国家有关部门及时准予北斗卫星导航正式立项,进入工程实施阶段。

可一波刚平,一波又起。由于“载人航天工程”建设正如火如荼,中国空间技术研究院深感任务繁重,有人担心北斗工程会占用载人航天工程的科研资源,建议将北斗卫星导航系统总部移师上海,由上海航天机构主导完成。

谭述森他们听到这个消息,心头又一紧。由于“双星定位系统”所有前期预研都是在北京完成的,要是总部往上海一搬,前期组建的预研队伍将有分解的危险,预研成果的含金量就会大打折扣,北斗工程又要陷入遥遥无期的局面。大家又火急火燎地跑主管机关,耐心细致地陈述搬迁的弊端,好不容易才保住了北斗在北京的中心根据地。

办公场所问题也一直困扰着北斗一号总体设计团队。第一批抽调的6名专家来到北京后,竟无屋可住、无房办公。测绘部门领导只能租下招待所的4间房,3间住人,1间办公。后来团队很快发展到20多人,测绘部门领导想尽办法,东挪西挤,为他们腾出了一间铁皮屋,作为研究设计的场所。

这是在20世纪90年代的北京小巷里常见的那种铁皮屋,看上去有些简陋,数十平方米,三四米高。但无论烈日暴晒,还是冰雪压顶,这间小屋都顽强地坚守在那里,用自己并不强壮的身躯,默默庇护着在屋里工作的人们。

这种庇护,就是铁皮屋的品格。

在这间铁皮屋里,谭述森带领团队进行北斗一号建设的开局之旅——总体设计。通俗地说,就是给北斗一号描绘蓝图,寻找以后前进的路线,这直接决定着北斗一号的体制和未来发展的方向。

有人建议:“卫星导航,美国已经搞了20年,也非常成功,北斗就按照他们的路数搞,可以避免走弯路。”

谭述森耐心地开导大家:“北斗卫星导航是国家重大科技项目,是国之重器。这样的大工程我们千万不能依着葫芦画瓢,踩着别人的脚印走。我们在为北斗一号画蓝图时,一定要把问题想得细致一些,把设计搞得周到一些,把步子迈得稳妥一些,若出现什么闪失或留下什么缺憾,我们会成为国家和民族的罪人。”

如何做到细致、周到、稳妥呢?谭述森把它形象地概括为“看天看地,看左看右,看前看后,在借鉴中突破,立足国情求超越”。

“看天看地”,就是既要坚持高目标,又要立足中国国情。

“看左看右”,就是要研究卫星导航技术发展的现状,把最新成果吸收进来。

“看前看后”,就是既要借鉴前人的经验,又要考虑卫星导航的未来发展趋势。我们虽然起步晚,但理念要超前,坚持高门槛,为后续发展留足空间。

“在借鉴中突破,立足国情求超越”,就是别人没有的,我们要有;别人有的,我们要更好;别人走别人的路,我们走我们的路。

带着这种理念,谭述森和大家一起猫机房、潜书海、下海岛、登雪原,先后获取90多万个基础数据,积累了1000多万字的技术资料。在此基础上,经过反复筛选,深入论证,发展了基于“三球交会定位原理”的定位模型与算法,进一步论证了“仅用两颗卫星结合地面高程数据库实现卫星定位”的原理,丰富拓展了世界卫星导航理论,创造性地描绘出北斗一号工程总体蓝图,使北斗卫星导航系统建设第一步就具备三大功能:一是快速定位,为服务区域内的用户提供全天候的实时定位服务,定位精度达到世界先进水平;二是精密授时,精度达20纳秒,跻身世界先进行列;三是短报文通信,用户之间可一次传送120个汉字信息。

北斗一号的这一总体设计,相对于GPS虽然差一大截,但也实现了一大创新,就是增加了短报文通信功能。GPS由于初始设计时没有通信功能,只能让用户知道“我在哪里”,而北斗系统还能让用户知道彼此的位置,实现双向通信。这是当时中国卫星导航的最大创新,也是中国对人类导航事业作出的重大贡献。

迎战北斗瓶颈

当北斗一号工程启动的消息传到研究院时,王博士、欧博士等几名年轻人热血沸腾。实施北斗导航工程,是国家强盛、民族振兴之举,也是学科发展的大好机会,更是青年学子科研创新、建功立业的大平台啊!

他们决心抓住这个机遇,融入北斗工程,为国家信息化建设作出贡献!

不久,有关部门组织召开北斗工程建设“诸葛亮会”,王博士应邀与会。在参观实验场时,工作人员兴高采烈地向专家们介绍多年艰苦探索取得的丰硕成果。外行听热闹,内行听门道。王博士一边听着讲解,一边飞速转动大脑,思考着北斗工程的核心技术问题——信号“快捕精跟”。

这一关键核心技术解决了吗?又是如何解决的?王博士一直期待着讲解员介绍这项技术,可直到参观考察结束,讲解员仍对它只字未提。即将离开实验场时,王博士终于忍不住了,他把讲解员拉到一边,悄声问道:“信号的‘快捕精跟,你们是如何解决的?”

讲解员听了,竟觉得很突然:“这……”

讲解员脸上的茫然,让王博士眼前一亮:这个制约北斗工程的瓶颈,不就是跻身北斗卫星导航系统建设行列最直接的通道吗?

王博士向中国工程院院士郭教授汇报了自己的想法,得到了郭院士和单位领导的肯定与支持。他们认为,如果能拿下这个项目,不仅能入围北斗工程,还能直接进入国家卫星导航技术创新的核心地带!

他们立刻前往有关部门请战。李祖洪、谭述森听了他们的来意后,相视一笑,然后轻舒一口氣说:“这场关键技术攻坚战,总算等来了增援部队。我们举双手欢迎你们团队参与北斗工程攻关。”

其实,早在20世纪80年代,陈芳允首次提出“双星定位”构想之初,国家就开始布局这一关键技术研究,承研单位还是一家在该领域有着一流实力的“老字号”。遗憾的是,他们艰苦探索近10年,试验做了一轮又一轮,可有关指标始终难有大幅提升,离应用要求相差甚远。用他们自己的话说:“我们这些年奋战的日子和当年的抗战一样不容易啊。”随着北斗工程的启动,“快捕精跟”关键技术已经成为阻碍整个工程进展的瓶颈。

如何跳出艰苦奋战却难有进展的怪圈?是否继续走传统技术路线?

技术路线分析会上,团队成员很快取得共识:在老路上死磕到底,一条道走到黑,永远看不到曙光,只有解放思想、着眼未来、大胆创新,才能迎来新的黎明。

在深入调研、充分验证的基础上,王博士、欧博士等几名年轻人,斗胆联名给“双星定位”理论开创者陈芳允写信,提出了崭新的技术路线方案。

陈芳允在办公室读完这封信和论证报告后,紧皱的眉宇渐渐舒展开来。作为“双星定位系统”理论的奠基人,他比任何人都清楚“快捕精跟”在北斗一号建设中的地位。如果这个瓶颈不突破,哪怕卫星上天了,也不能发挥效用,只能空耗(须知卫星是有寿命的,而一颗卫星从研制到发射入轨,要耗费巨资)。地面站即使建好了,也不能工作,只能空置。总之一句话,哪怕全国人民盼望北斗的心情再急切,哪怕北斗工程别的系统攻关再顺畅、性能水平再高,只要“快捕精跟”技术不拿下,就一切都归零。

一个老航天测控技术专家的直觉告诉他,这几个年轻人值得信赖,全数字信号处理技术路线值得期待!谭述森也对这一攻关方向充分肯定,并给予大力支持。

不久,有关部门组织“快捕精跟”立项论证会,80岁高龄的陈芳允亲自主持立项仪式。会议开始后,陈芳允意味深长地对与会专家说:“我们眼前这支团队主动请缨,要求进行‘快捕精跟技术攻关。他们的研制方案报告已经发给大家过目了,下边就请大家给他们的方案把把脉,提提建议。”

但接下来却冷场了,大家不约而同地你看看我、我看看你,然后再看看来自高新科技研究院的几名年轻人。

专家们虽然啥也没说,但王博士、欧博士已经从他们的目光里知道了他们想说又碍于情面而没有摆到桌面上的那些话:

“美国GPS的‘快捕精跟,好像走的也是传统路线吧?”

“是啊,俄罗斯的格罗纳斯系统也采用了这个办法。”

“美国、俄罗斯是导航技术领域的先行者,都没有尝试全数字信号处理技术,我们的导航工程才刚刚起步,就想一步登天,能行吗?”

“原来负责‘快捕精跟技术研究的单位是行业权威,他们都难以突破,这几位年轻人就能很快突破?”

……

“大家都说说吧,若觉得他们的研制方案有什么问题,都提出来。”陈芳允提醒道,然后指着坐在台下的王博士,“小王,你到台上来,现场解答大家的提问。”

冷清的会场一下子热闹起来,专家们敞开胸怀端出了心里的种种疑问,两个多小时提出数十个问题。早已胸有成竹的王博士,沉着冷静地回答了每个问题,并进行现场演示,不仅推理严密,丝丝入扣,而且都用仿真结果进行佐证。

虽然大家对他们的研制方案不再质疑,但心里依然不踏实。立项表决时,只有陈芳允、孙家栋、李祖洪、谭述森等几名专家表示支持,其他专家都持保留态度。

难以决断时,陈芳允一锤定音:“我支持他们,我相信他们一定能够解决这个久拖不决的问题,攻克‘快捕精跟技术难点,为北斗工程扫清障碍!”

陈芳允拿起签字笔,郑重地在研制方案报告上写下自己的名字。

全数字“快捕精跟”技术,既是北斗一号工程的关键核心技术,也是前无古人的开创性工程。由于创新难度大,算法复杂,研制任务十分繁重。从理论、关键技术攻关,到样机研制、工程实现和定型、外场实验和正样生产,哪一步都是极难逾越的坎儿。

但他们有报国的信念、开拓的勇气。没有实验场地,就找学院借资料室;没有设备,就找其他课题组东挪西凑;没有可借鉴的资料,就开动脑筋、勤奋摸索、大胆创新。

即使每天工作到深夜,甚至把所有节假日都搭进去了,他们依然觉得工作进度太慢。为了把往返食堂的时间省下来,他们把一箱箱方便面搬进实验室,肚子饿了就泡一包。但依靠方便面充饥,长此以往身体肯定扛不住,于是他们商定每周到院外改善一次伙食,给肠胃添些油水。可每次到饭店吃饭,都要等几十分钟才能吃上菜,他们觉得这样太浪费时间。于是大家一商量,就把吃炒菜改为吃蒸菜,全是现成的,到了就吃,吃了就走,一点儿不耽误事。

做出了工程样机,紧张的测试接踵而至。这期间,他们扛着仪器设备来回奔波于石家庄、北京等地,每天不是在实验场上忙碌,就是在路上奔波。

终于有一天,显示器上的脉冲信号快乐地闪烁起来,不仅成功捕获了信号,而且达到了“快捕精跟”的性能指标。

紧接着,他们于1998年春节后,走进北斗一号系统联调大厅,打响了“快捕精跟”技术攻坚第二场战役——系统联调。

和他们一块儿走进联调大厅的,除了庞大的“快捕精跟”设备,还有折叠床、被褥、洗漱用具、速冻饺子、方便面和一箱速溶咖啡。

“好家伙,把生活用品都搬来了。”管理人员一见这架势,严肃地提醒他们,“这是联调大厅,可不是招待所呀。”

他们赶紧解释说:“我们没把这里当招待所,这是联调大厅,是办公场所呢。”

管理人员说:“知道是联调大厅,还把床铺被子搬进来,还不赶紧搬到招待所去?”

他们央求道:“您看能不能通融一下?您也知道,北斗一号工程任务很紧迫,为了抢时间、赶进度……”

管理人员坚持道:“你们有你们的任务,我们有我们的制度,总不能因为你们任务紧迫,就在联调大厅吃住,这成何体统?”

可能是他们说话声音大了些,一名领导闻声走了过来:“什么事呀?一个个这么激动。”

管理人员指着一旁的折叠床说:“他们把这些也搬来了,要把联调大厅当招待所呢。”

领导看一眼那些吃住用具,竟哈哈大笑起来,他紧紧地握着王博士的手说:“看来你们准备大干一场啊,欢迎你们。”然后把管理人员拉到一边细语一阵,回头嘱咐王博士他们,“可以在这里吃住,但咱们都要遵守纪律,可别真弄成了招待所。”

从此,这里就成了大家全天候、全时段坚守的攻关阵地,他们一个个忙得像陀螺,整日在设备与测试台之间转来转去,饿了泡包方便面,或在开水房架口酒精炉,煮上一锅速冻饺子;方便面、速冻饺子吃腻了,就出去买个盒饭换换口味;忙得眼皮都睁不开时,就泡上一杯浓咖啡提提神,直到实在坚持不住了,才打开折叠床……

1998年5月,他们终于苦尽甘来:测试得到的第一批“快捕精跟”数据,效果远远超出了大家的期望值。

陈芳允听到报告后,禁不住拍手称赞:“效果这么好,太令人兴奋了!”但慢慢地,陈老又皱起了眉头,“真有这么好吗?这数据是真实的吗?”俗话说“耳听为虚,眼见为实”,北斗卫星导航可是国家重器,容不得半点虚假。

耄耋之年的陈芳允,骑上自行车在第一时间赶到联调大厅。他一走进联调大厅,看见摆放在大厅一侧的那排折叠床,不禁愣了一下,然后紧紧握着在门旁迎接他的年轻人的手,感动地说:“我知道大家很辛苦,但没想到你们攻关速度这么快,更没想到你们是这样干出来的!”

陈芳允亲眼看过测试数据后,欣慰地点着头说:“我说年轻人行,你们可真行。我看数据还可以提升,你们再努力几天,我让专家们来见证你们的奇迹。”

一周后,陈芳允带着20名专家再次来到联调大厅。当显示器的脉冲信号再次闪烁时,大家不约而同地把惊讶的目光投向高新科技研究院北斗团队。他们怎么也没想到,一个拥有几十名专家的团队先后攻关近10年都未能突破的北斗一号关键核心技术,被眼前这几名年轻人用不到3年的时间就拿下了,而且性能堪称完美。

真是后生可畏!

“快捕精跟”技术设备在北京顺利通过有关部门的鉴定。鉴定专家委员会一致认为:该系统整体技术达到当前国际先进水平,部分技术处于国际领先地位,打破了航天大国在卫星导航核心技术方面的垄断,对北斗一号工程建设有着重要的推动作用。

该成果先后获省部级科技进步一等奖、国家科技进步二等奖。

北斗一号全数字“快捕精跟”系统,安装在北斗导航地面系统的主控站,成为地面运控系统的核心设备,安全稳定运行二十几年,没有出现任何差错,成为地面系统中最可靠的设备之一。

生命与使命

世纪之交,国际形势复杂多变、风云激荡。

我国决定加快北斗卫星导航系统建设,明确于2000年10月发射第一颗北斗卫星。然而,时至1999年11月,地面运控系统尚未启动建设,而距离北斗首星发射已经不到一年了。

如果说卫星系统是北斗的天上神经中枢,那么地面运控系统则是北斗的地面神经中枢。天上的北斗卫星,除卫星空间姿态控制交由卫星测控系统处理外,卫星的全部内在功能控制均由地面运控系统来完成。换言之,北斗卫星系统能否为用户提供高质量的服务,既取决于卫星自身的功能,也决定于地面运控系统对卫星功能的开发控制能力。

北斗地面运控系统建设迫在眉睫!

1999年12月19日,国家成立北京卫星导航中心,同时任命王小同为负责人。

王小同走马上任第一天,走进导航中心时,这里还是一片农田。第五天,上级领导把他叫到办公室,将一张信笺推到他面前,让他签字。王小同一看,是一份“军令状”,要求他必须在2000年10月前完成建站任务,确保北斗首星按时发射。

王小同知道,这字不好签啊。基建面积多达十多万平方米,还有7个分系统、上百个子系统要研制、测试、联调,上千台(套)设备要进场安装,任务非常繁重,时间却只有10个月。装修一套普通住房,还得耗上一年半载呢,建设一个现代化卫星导航地面运控系统,至少也得三两年吧。10个月,除非“芝麻开门”,奇迹出现。

但王小同依然从领导手中接过签字笔,在“军令状”上郑重签下自己的名字,没有丝毫迟疑。因为王小同知道,眼前的使命,容不得他有半点瞻前顾后。

“双星定位”的设想提出来已经十几年了,可眼前的导航中心还是一片农田!况且航天工程绝不能“卫星等地面”,必须“地面等卫星”,因为卫星造价昂贵,寿命在10年左右,它在天上空转一天耗资巨大。因此,导航中心一天不建好,卫星就一天不能上天。

建设任务如此紧迫,他这个单位“一把手”不能再犹豫。

在北京卫星导航中心成立大会上,首届领导班子向全站工作人员发出了“哪怕舍弃生命,也要践行使命”“机房就是战场,施工就是战斗,岗位就是战位”的动员令。

突击战拉开序幕后,从中心领导到机关各部门负责人,每人的办公桌下都备着一个出差的行囊,确保出差时说走就走。

为加快系统设備研制进度,中心领导恨不得有分身之术,他们不停地辗转于长沙、成都、西安之间,与协作单位反复协调督导,常常刚下飞机又上火车。

2000年初的一天,王小同正冒着大雪检查施工现场,突然接到报告:信号收发分系统设备生产计划严重滞后!

“走,咱们现在就赶过去!”他带着工作人员,回到办公室抽出桌子底下的行囊,往背上一甩就来到火车站,买了两张站票,于晚上10点多赶到石家庄生产厂家,直接跑到厂领导办公室。厂领导很是感叹:“你们的工作作风真是令人佩服啊!”经过及时组织交流,调整生产计划,厂家按时完成了设备生产任务。

随着运控大楼的落成,地面运控系统研制、安装和调试的序幕拉开,北京卫星导航中心建设攻坚战开始了。无论是站领导,还是年过花甲的老高工,抑或是刚从学校分来的博士、硕士,都是战斗员。机器的轰鸣声、工人的口号声、金属的切割声,汇集成旋律激昂的乐曲,在运控大厅昼夜回旋。一天,供电部门电路升级,临时拉闸一刻钟,结果机器设备的轰鸣声停下不到两分钟,大厅里便响起了此起彼伏的鼾声,有人趴在机桌上入睡了,有人倚着墙角睡着了,有人仰靠在椅背上进入了梦乡……

在运控大厅众多忙碌的身影里,大家每天都能看到一个头发花白却神采奕奕的老人。他便是总工程师谭述森。

说起谭述森那头白发,还有一个感人的故事。1998年深冬,北斗关键技术对接联调在石家庄如期展开。谭述森带着几十个人连轴转了两昼夜,没想到仪器设备一打开,显示屏上却是一片雪花,没信号!

谭述森说:“赶紧查原因!”几十个人通宵达旦查了一晚上,没发现任何导致故障的线索,肚子却已饿得咕咕叫唤。

谭述森说:“去买几箱方便面,大家什么时候饿了什么时候泡着吃。”

方便面咽进肚子,大家又接着查。又是一天一夜过去了,大家站得两腿直打颤,信号通道堵塞原因却仍未找到。

谭述森说:“大家都就地睡会儿吧。”于是大家裹着大衣,坐在椅子上迷糊起来。谭述森也和大家一样,微微闭上了眼睛。但此时此刻,他的心依然揪着,脑子里还在不停地追寻着故障原因。两个多小时后,他便把大家叫起来,开始新一轮“饿了泡碗方便面,吃完接着查原因”。

次日清晨,有人发现谭述森满脸通红,一摸他的额头,烫手。医生过来一量体温,39℃!

医生说:“烧得这么厉害,住院去吧!”

谭述森说:“让我去医院,恐怕会烧到40℃,心里着急呀!”

医生理解地点了点头,给他留下一些消炎药。谭述森边吃药边组织测试。虽然高烧始终不退,但谭述森仍坚持不退出战斗,他们花了整整7天的时间,终于在显示屏上发现了信号。

“盼星星,盼月亮,总算盼到信号了!”几十名工程技术骨干拥上来,围着谭述森又唱又跳,尽情庆贺。跳完了,唱够了,大家才发现,谭总那一头黑发已经飘满了雪花!

每当说起谭述森满头白发的来历,同事们心中满是敬意,而他自己则说:“中心的同志哪个不是这么干过来的?”

的确,在决战的非常时期,中心的每个同志都有感人的故事。

比如副总师张素成,在任务最紧张时,他突发脊椎病晕倒在地,被送进医院,躺到了病床上。哪知,系统偏在这时出现了故障。

张素成醒来,得知这一消息后,立刻恳请前来医院看望他的领导:“这类故障我最熟悉,赶紧把我抬到机房去!”

领导为难地说:“你都累成这个样子了,我们不忍心啊!”

张素成坚决地说:“现在系统出了问题,我躺在这里比死了还难受,我死也要死在机房里!”

领导只好找来一副担架,把他抬回了机房。张素成躺在担架上,指挥同事们奋战了一个通宵,直到故障完全排除,他才回到医院。

全中心的工作人员齐心协力,鏖战200多个日夜,终于提前7天完成了7个分系统、上百个子系统的测试、联调和上千台(套)设备安装的重任。

上级领导接到王小同的报喜电话,高兴地对着话筒连声喊道:“好,好,好!你们真是好样的!是一支敢打硬仗、能打胜仗的队伍!”

太空“狭路”

2000年夏,地上的运控中心即将竣工,上天的卫星也造好了,北斗一号工程似乎已经万事俱备,只待选个良辰吉日发射卫星了。哪知这时,卫星频率问题却成为影响国际合作的关键。

太空茫茫,无边无际,似乎为人类留下了辽阔宏大的活动空间。而事实上,这片深邃的太空,留给人类活动的并不是一片信马由缰、肆意驰骋的无边草原,而是一条条“狭路”。

比如卫星通信频率。任何卫星系统的信息感知、信息传输,都需要使用电磁频谱,而电波在空地间的传播过程中存在大气层损耗。不同频段传播损耗不同,其中在0.3GHz~10GHz频段间损耗最小,被称为“透明无线电窗口”;在30GHz附近频段损耗较小,通常被称为“半透明无线电窗口”。各类卫星主要用这些频段,其他频段损耗较大,不宜使用。因此,卫星常用频段只占无线电频谱的一小部分。

比如卫星轨道,也不是无穷无尽的。无论是对地静止轨道位置还是其他轨道位置,资源都是有限的。常用的非静止轨道资源同样有限。

既然有限,既然是狭路,就必然拥挤,必然会有占道、抢道现象出现。

太空资源的竞争随着人类开启航天大幕而开启,并随着经济和科技的发展愈演愈烈。一些国家和组织出于自身利益考虑,先占领轨道位置及频率而后发射卫星。各国卫星定点位置之间出现“撞车”,需要协调的事时有发生。抢占卫星频率和轨道资源,已成为当今世界航天领域角逐的热点之一。

在这场太空资源竞争中,以美国、苏联为代表的航天强国凭借经济和技术优势,已把卫星频率和轨道优质资源先占先用。近年来,印度、日本、韩国、马来西亚等国家,也纷纷自行或联合制造通信卫星,使太空资源竞争更加激烈。

北斗一号工程启动时,频率资源已经非常紧张,好不容易才获得2.5GHz位置报告频率。可没想到的是,鉴于世界新一代通信卫星的紧迫需求,有的國家提议将2.5GHz位置报告频率列为新一代卫星移动通信频率,并争取在2000年世界无线电通信大会上通过这一提议。

如果这一提议获得大会通过,将意味着中国北斗卫星没有频率可用。换句话说,即将大功告成的北斗一号将就此止步。

中华民族绝不能没有自己的卫星导航!

2000年世界无线电通信大会中国代表团迅速组建,参会预案很快形成:一是通过积极协商,争取世界各国支持,保住北斗一号2.5GHz位置报告频率;二是与欧盟合作促成新的卫星导航频率划分,为未来北斗全球导航系统争取频率资源。

谁来指挥这场艰难的频率保卫战?总指挥非北京卫星导航中心总工程师谭述森莫属,但谈判代表却迟迟难以确定。因为这场谈判将非常艰难,需要与多个国家代表进行深入交流,没有一流的外语能力难以胜任。

正在这时,从美国留学归来的博士后赵晓东来到北京卫星导航中心工作。中心领导立刻对他委以重任,让他随团与会,在谈判一线充当“主角”。为了让他能及时向国内汇报谈判进展,中心破例给他配了一部全球通,每天向谭述森总指挥电话汇报两次。

2000年6月,世界无线电通信大会在土耳其的伊斯坦布尔召开。大会确定了各委员会、工作组、起草小组的人员构成后,各层次会议快速有序地展开,涉及北斗频率的起草小组会议随即举行。

赵晓东作为中方代表率先强调:“中国的北斗卫星导航系统正在建设中,关于将2.5GHz频率用于卫星移动通信的提议,违反公正原则,损害了中国利益。”

“将2.5GHz频率用于卫星移动通信”提议国代表解释说:“卫星导航技术已经发展几十年,GPS已经建成,并免费让世界各国使用,没有多少发展空间,而卫星移动通信方兴未艾,把2.5GHz位置报告频率用于此,能够发挥更大效益。”

赵晓东说:“卫星导航发展几十年,都是航天大国在搞。中国等众多发展中国家还没有自己的卫星导航,这说明卫星导航还有很大发展空间。”

提议国代表说:“你们中国也可以用GPS导航嘛,为什么非要建一个新的卫星导航系统呢?”

趙晓东说:“卫星导航系统,是人类导航技术发展的趋势,将给人类生活带来极大的福祉。中国是最早发明指南针的国家,理应为推动现代卫星导航技术贡献中国力量、中国智慧。”

提议国代表说:“已经有了GPS,再建新的卫星导航系统,等于同样的事情你们再做一次。”

……

双方坚守各自立场,谁都无法说服对方。频率文件起草小组主席不得不把议题推到专门议题起草小组讨论。

为了在专门议题起草小组会议上争取大家的支持,赵晓东积极开展“走廊外交”,与众多发展中国家代表广泛接触,指出中国建设卫星导航对发展中国家有着巨大的帮助,得到了这些国家的认同。

进入讨论流程时,双方意见依然难以统一,会议主席束手无策,只得再次将问题交回频率文件起草小组。

北斗一号频率问题悬而未决,让赵晓东感到压力巨大,连续几个晚上彻夜难眠。

这天晚上10点多,赵晓东又辗转反侧,终于忍不住往谭述森的办公室打去电话。号码拨出去后,他才突然意识到此时国内是凌晨3点钟,正准备挂断时,电话里却响起了谭述森的声音:“喂,是晓东吗?你辛苦了。”

赵晓东感到有些意外:“谭总,您这么晚还在办公室啊?”

谭述森说:“我在等你的电话,不接到你的电话,我心里不踏实,想睡也睡不着。”

赵晓东简短汇报了情况,谭述森明确指示:“千万不能泄气,一定要把问题推到大会全会上讨论。”

两天后,在各国代表参加的全会上,赵晓东昂首阔步走向讲台,再次呼吁:“中国北斗是在建系统,将2.5GHz频率用于卫星移动通信的提议,严重损害中国利益,希望世界各国支持中国卫星导航事业,欢迎大家在卫星导航领域与中国合作,共同推动世界卫星导航技术新发展!”

“将2.5GHz频率用于卫星移动通信”提议国代表强调:“新一代卫星移动通信采用目前最先进的技术,能更有效地使用频率资源,符合国际电信联盟有效利用频率资源的宗旨,国际电联应该鼓励和推广先进技术。”

大会依然没有形成统一意见。

这时,会期已经过半。为争取“将2.5GHz频率用于卫星移动通信”提议国代表支持中国北斗,会后,赵晓东找到他说:“我想与您谈谈。”

提议国代表笑着说:“赵先生,您的毅力让我非常敬佩。可我也要争取自己国家的利益,就像我不能说服您一样,您恐怕也不能说服我。”

赵晓东说:“中国建设北斗卫星导航系统,不仅不会损害你们国家的利益,相反,如果我们在该领域展开合作,对我们甚至全世界都有好处。”

提议国代表有些不解:“中国北斗能给我们带来好处?”

赵晓东说:“试想一下,中国将来建成北斗卫星导航系统后,如果像GPS那样免费供全世界使用,贵国上空的卫星导航信号是不是可以大大增强?你们是不是会多一个选择?”

提议国代表听了,哈哈笑着伸出手来:“赵先生,您是个理想主义者。”

双方握手很热情,但问题依然没有解决。

至此,唯一的希望就是争取俄罗斯的支持了。因为按规则,在全会上必须有两个以上大国支持中国北斗,北斗一号才能保住2.5GHz频率。

为争取俄罗斯的支持,赵晓东一头扎进历年来俄罗斯向大会提交的文件堆里。俄方提交的20多个议题涉及几十种业务、近百段频率,共五六百份文稿,还有每个议题每次会议产生的阶段性文件,码起来有一米多高。赵晓东逐个仔细研读,读得两眼昏花、腰背酸疼。

在做好充分准备的基础上,赵晓东找到俄罗斯代表团,经过深入细致的交流协调,终于赢得俄罗斯的支持。

在最后的全会上,全会主席根据国际电信联盟规则,通过了允许中国北斗一号使用2.5GHz频率的提议。

会场上响起了热烈的掌声。这是世界人民对中国北斗卫星导航系统的深切期待!

北斗开辟生命通道

北斗首星发射不到两个月,第二颗北斗卫星也划破黎明前的黑暗,直冲云霄。它们以惊天动地的巨响,向世界庄严宣告:中国是继美国、俄罗斯之后,第三个拥有自主研制卫星导航系统能力的国家!

北斗一号,让中国人第一次运用自己的导航系统精准便捷地找到脚下的位置、前行的方向,尤其是它在世界卫星导航家族中独一无二的通信功能,不仅让广大用户随时知道“我在哪里”,还能随时让亲友知道彼此的情况,为人们互通信息提供了新的途径,尤其为那些身处险境的人打开了一条安全通道。

2005年深秋,南海岸边,空气里的鱼腥味儿越来越浓——南海鱼汛来了。

南海某渔业公司南渔一号捕鱼船拔锚南下,连续航行两昼夜,于天明时分赶到捕捞海域。船速开始慢了下来,船长阿海登上顶层甲板,举起航海望远镜仔细观察前方辽阔的海面。阿海是有名的“老海”,他风里行浪里钻,已经快40年,当船长也20多年了。在公司所有船长和渔船里,他和南渔一号跑得最远,去的地方最多,捕捞量最大,经历也最曲折、最艰险,可以说什么大风大浪他都见识过。

今天的海景特别美。海风轻轻吹着,海浪微微起伏,茫茫海面仿佛一张无边的绸布,一片碧波荡漾。天空没有一丝云彩,蓝得清澈纯净。天地间仿佛没有了缝隙,浑然一色。突然,前方海平面上出现一线模糊的白,渐渐地,白线在轻轻跳动,并传来阵阵清脆欢快的鸣叫。阿海不禁心头一喜,那是一群海鸟!阿海飞快地奔向驾驶舱,下达指令。

“全体船员注意,前方发现大鱼群!”

“目标正前方,加快航速!”

“开始撒网捞鱼!”

……

南渔一号拖着大网,在鱼儿欢跃、鸟儿翻飞的海面上划出条条白浪。临近中午时,第一网收上来了,欢跳的鱼儿铺满宽敞的甲板。大家立刻投入紧张的分类入舱工作。

直到夜幕悄悄降临,天空一片繁星闪烁,一天的捕捞作业才终于结束。船上紧张劳累了一天的渔民,除了值班人员,都躺在了床上。對于一次出海就半年甚至一年不归的渔民来说,这夜深人静的时刻原本是他们最思亲、最寂寞的时刻,可自从船上装备了北斗一号终端,这夜晚就成了他们最休闲、最欢乐的时刻。除了打麻将、甩扑克、看录像这些传统娱乐方式,他们还可以坐在一起,你一句、我一句,通过北斗一号向家人报平安、诉衷肠。

此后几天,天高云淡,风平浪静。这天,正当人疲舱满,准备提前返航时,他们接到公司通过北斗一号发来的台风预警:一股台风正从赤道附近迅速北移,台风中心将从他们捕捞的海域经过。

阿海立刻指挥南渔一号昼夜兼程,紧急北上。他们前脚驶进港湾,十二级台风后脚就赶了过来。阿海的妻子听着呼呼狂啸的风声,看着窗前海面上几层楼高的巨浪,不禁后背阵阵发凉:“阿海,你们要感谢妈祖保佑呢,你们要不是回来得及时,恐怕难逃一劫了。”

阿海说:“更要感谢北斗啊,它可是我们渔民的护身大神啊!”

北斗,的确是广大渔民的护身“神器”。北斗为他们定位,让他们在万里汪洋乘风破浪,永不迷航。出现困难时,可以请求帮助;遭遇危险时,可以请求救援;对周围潜伏的危机,能够提前发现。

2008年5月12日中午,四川省阿坝藏族羌族自治州汶川县映秀镇,忙碌了一个上午的小镇居民,在慵懒的阳光里昏昏欲睡。山谷清幽,小溪在不知疲倦地叮咚流淌,蝴蝶翩翩起舞,鸟儿盘旋飞翔……

忽然,连绵的群山仿佛一下子被抛进波涛汹涌的大海里,忽而被顶上浪尖,忽而被甩到波谷,霎时间山峦摇摆,沙飞石走,河水倒流,惊雷滚动,烟尘飞扬……地震了!人们从午睡中惊醒,仓皇逃命。

数十秒钟后,大地终于安静下来。人们眼前的映秀镇已满目疮痍,精致的楼房变成一片瓦砾,街道上鸡飞狗跳,滚滚烟尘中夹杂着痛苦的哀号……

惊魂稍定的人们赶紧拿起通信工具,试着向上级报告眼前的情况,联系失散的亲人,可无论是固定通信还是移动通信,话筒里均是一片忙音。大家这才发现,他们与外界联系的通信渠道都中断了。人们仿佛一下子被丢到孤岛上,感到了深深的无助。

映秀镇是这场罕见大地震的震中。此时此刻,山外的人们也急于了解这里的灾情。紧急成立的抗震救灾指挥部在第一时间组织救灾人员向映秀镇挺进。

废墟下的生命急需抢救,伤员急需救治,生活几乎断水绝粮……救护队队长急需向指挥部报告这里的情况,请求紧急救援。他掏出专门携带的北斗一号用户终端,打开一看,眼睛立刻亮了:信号居然畅通无阻,不受丝毫影响。“北斗,北斗,你真是太棒了。”说着,他往终端机里输入文字,向上级报告这里的灾情。

抗震救灾指挥部接到报告后,迅速增派救灾人员紧急赶赴灾区,并调动我空军部队,向震中映秀镇空投救灾部队和物资,最大限度地保证了黄金抢救时间的有效利用。

在整个汶川抗震救灾期间,北斗一号一度成为唯一打通灾区与外地联系的桥梁。广大网民纷纷称赞北斗一号是“救灾之星”“中国福星”!

走一步,看两步,想三步

1999年,中国的北斗一号进入紧张的系统联调和卫星发射准备阶段。但即使北斗一号系统全部建成,从某种意义上说,也是中国卫星导航事业“摸着石头过河”摸到的第一块石头,只是一个试验系统,只有定位功能,尚未实现连续导航,而且只能覆盖中国本土,精度也需要大幅提升,依然不能从根本上打破国外先进卫星导航技术的垄断局面。

中国卫星导航技术与世界大国的差距依然巨大,这给中国的信息安全带来了隐患。如在21世纪的头10年,由于大型工程机械均使用GPS导航,致使中国在什么时候、什么地方建设什么工程,别人都了如指掌。

GPS在各应用领域甚至是战争舞台上粉墨登场并迅速扮演主角,让发展中国家感到震惊,就连欧盟都觉得“没有自己的卫星导航技术,欧洲将不可避免地成为附庸”。因此,欧盟在科索沃战争爆发那一年,宣布建设独立的伽利略全球卫星导航系统,实现完全非军方控制、管理,可以进行覆盖全球的高精度、高可靠导航定位服务,以减少欧洲对美国的技术依赖,打破美国对卫星导航领域的垄断。

欧盟虽然有着雄厚的技术力量,但建设伽利略工程需要投资30多亿欧元,这是欧盟自主导航之梦遇到的第一个也是最大的一个障碍。于是,欧盟抛出“谁投资谁优先使用”的政策,向世界各国广泛融资,并把“绣球”抛向中国。

欧盟的合作邀请,对于正对卫星导航求之若渴的中国有着巨大的吸引力。中国有关部门抱着学习的态度,带着足够的诚意分别与欧盟和俄罗斯接触,开展合作谈判。

但沈荣骏、孙家栋高瞻远瞩,认为卫星导航这种新兴、敏感的技术,广泛交流、真诚合作固然重要,但自力更生、聚智攻坚更不能丢。

没有任何迟疑,沈荣骏、孙家栋于2002年8月2日联名给航天主管部门领导写信,建议大力发展自主可控的北斗导航。

在这关键时刻,国家有关部门果断决策,批准北斗二号导航系统工程建设方案。中国退出欧洲伽利略卫星导航系统建设,对外正式公布自主发展卫星导航系统计划。为加强对北斗工程建设的领导,有关部门成立了工程建设领导小組。

为尽快改变起步晚、发展慢的局面,中国坚持“走一步,看两步,想三步”的战略,在紧锣密鼓地开展北斗一号工程建设的同时,启动了北斗二号导航系统工程,展开了一系列关键技术的预研攻关。

北斗二号是一个庞大、复杂的航天工程。它由空间段、地面段和用户段三部分组成。通俗地说,就是天上满天星、地上一张网,把它们相互联通起来,共同组成一个“天罗地网”,把亚太地区天上转的、空中飞的、海上游的、地上跑的,都网在其中,让它们随时都能找到自己的位置和前行的方向。

北斗二号就像是在宇宙间布下的一盘大棋,棋子星罗棋布,棋格纵横交错。面对这样一盘创造中国航天史上众多“第一”的大棋,谁能总揽全局,稳步推进,出奇制胜?

孙家栋被任命为北斗二号卫星导航系统总设计师,李祖洪、谭述森、杨长风被任命为副总设计师。

随着北斗卫星导航系统工程建设的不断深入,以孙家栋总师为代表的工程“两总”,通过总结实践经验,提出了具有中国特色的“先试验、后区域、再全球”的“三步走”发展战略:第一步,建成信号覆盖国土的北斗一号系统,于2000年前后,使中国成为世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家;第二步,建设北斗二号卫星导航区域系统,于2012年前后,具备覆盖亚太大部分地区的服务能力;第三步,建成北斗三号全球卫星导航系统,于2020年前后,正式向全球开放服务。

北斗卫星导航系统工程奏出了中国航天事业波澜壮阔的宏伟乐章。

你打你的,我打我的

北斗卫星导航系统建设虽然比GPS、格罗纳斯晚了近20年,但作为后起之秀,并不缺乏胸怀与目光、激情与理想。它在起步之初便树立了雄心壮志——北斗一号解决有无,北斗二号跻身世界先进行列,北斗三号建成世界一流导航系统。

这是北斗应有的理想,也是中国卫星导航事业的唯一选择!

北斗二号从覆盖国土到覆盖亚太,从几颗星到十几颗星,这一步迈得有点大、有点难。如何走好这一步?这是总体设计必须首先回答的问题。

很多人提出:“建设北斗一号时,国家没钱,条件跟不上,被逼无奈,独创了一个双星系统。现在国家拿得出这笔钱了,其他条件也改善了,并且美国的GPS建成了,还在各领域运用中得到验证,效果非常好。我们为何不照着GPS的路子走呢?”

乍听起来,这似乎是个好主意。但这貌似省钱、省力又省心的“良策”一冒头,北斗工程“两总”当即予以否定。

卫星导航系统是国家经济建设发展的重要技术保障,这样的国之重器,岂能照别人的“葫芦”画自家的“瓢”?拾人牙慧又如何“争当一流”,又何以“领先世界”?

要想登上别人尚未企及的高度,就必须走自主创新之路。只有走别人没走过甚至不敢走的路,方能走出北斗风格、北斗特色、北斗境界!

那么中国特色的北斗之路又将怎么走呢?

北斗工程“两总”的领导们说:“建设世界一流的卫星导航系统,我们要像毛主席说的那样:‘你打你的,我打我的。”

沿着这一思路,北斗人大胆尝试、勇于创新,设计出了一个崭新的北斗卫星导航系统。

卫星快速研制协奏曲

北斗二号导航系统的卫星数量从北斗一号的双星增加到十几星,卫星组网任务空前紧张。而北斗一号曾经遇到的频率问题,在北斗二号工程启动后不久再次出现。

北斗二号使用的频率,是可用于卫星导航的最后一段频率资源。中国北斗、欧盟伽利略都只能使用这一频率资源。这就好比一间仅容得下一个人居住的小房子,有两个人想住进去。到底让谁进去住呢?最好是两个人都能住进去,但要在有限的空间里容下两个人,确实是个棘手的问题。

对于通信频率问题,根据国际电信联盟最高法则,谁家的卫星首先通过该段频率发回信号,谁就拥有优先使用权。

而且,国际电信联盟有关法则规定,通信频率自注册申报之日起,必须在7年内开通使用,否则优先权自行消失。这意味着,中国必须在此期限内向太空发射北斗二号组网卫星,并成功接收卫星向地面发回的信号。

狭路相逢“先”者胜!北斗二号只能背水一战!

北斗工程“两总”果断启动快速组网机制。这是中国航天史上开天辟地的新概念、新创举。

卫星系统是北斗卫星导航系统的关键,被北斗人尊称为“第一系统”。北斗二号所有的新技术都需要在卫星系统中实现,他们面临着从未有过的技术挑战,尤其是快速组网,更是让卫星系统压力巨大。

快速组网,要求卫星快速生产,否则快速组网就是无稽之谈。就如工程“两总”领导们对卫星系统“两总”说的那样:“快速组网能否顺利推进,首先就看你们的了!”

过去,我国一颗卫星的生产周期短则2到3年,长则4到5年,而北斗二号快速组网,要求他们在几年内提供十几颗高质量卫星,研制进度必须大大加快!

卫星系统能创造这一步登天的奇迹吗?对此,卫星系统谢军总师、杨慧总师神情镇定,充满信心。作为团队的“领头羊”,他们没有辜负大家的期望,在北斗工程“两总”和单位領导的指导下,他们大胆探索,带领团队开展导航卫星批量化生产改革。

此前,我国星箭研发处于单线研制模式,即“几年磨一箭、数载送一星”“一星一设计、一箭一更改”。在此模式下,单星研制依据卫星特点、产品构成、分工需要等独立安排,星上产品以技术实验室研发为主,每款产品都是实验室精心打磨出来的精品,甚至是孤品,很少考虑批量化问题。航天制造业“慢工出细活”的精品意识深入人心。规模靠人堆、工艺看人艺、质量靠人控。总体设计完成大框架后,再依次交由总装、结构、热控等各个环节进行分设计,时间常常在等待和交接中付之东流。这种传统的卫星研制模式,显然难以适应快速组网的要求。

为加快研制进度,他们建立了多颗卫星并行研制、进度交错推进、研制与批量生产交替进行的发展新模式,产品状态相对固化,卫星一次设计、组批生产。

传统模式下出现质量问题只是“一坏坏一个”,而将实验室孤品搬上流水线形成批量化生产后,一旦出现瑕疵,就会出现“一坏坏一批”的情况。为此,他们提出了“向管理要质量、向科学要效率”的整改目标,把质量控制重点放在产品源头上,从设计、工艺、生产、检验、测试五大环节进行量化控制、层层把关,下大力气进行单机可靠性分析、可靠性验证,确保进入流水线的每一个“母品”,都是零隐患的精品。

通过这一系列改革,北斗卫星研制生产效率大幅提高,由过去几年研制一颗跃升到一年研制十几颗,而且测试人员减少了50%!进场前总装与测试周期缩短了一个月,研制成本大幅降低。

美国宇航局局长的敬畏

批量研制、批量生产,卫星系统团队开创了中国航天新局面。研制任务最紧张的时候,12颗卫星同时在研制,甚至一个人同时参与5颗卫星的研制。他们与时间竞赛,与自己战斗。为了节省上食堂吃饭的时间,他们曾连续3个月蹲在墙根下吃盒饭;遇到故障时,他们坚持问题不解决不出实验室,常常连续奋战几个昼夜;为把上下班时间省给工作,很多人住在附近的小旅馆,连续几个月不回家;为了赶任务,很多年轻人把婚期推了又推,有的甚至一推就是几年,等到北斗二号最后一颗组网卫星发射成功才成家……

2007年北斗二号首星发射,发射试验队刚到发射场区时,70%的队员因水土不服,连续腹泻发烧,但他们克服身体上的不适,立刻投入战斗,搬设备、扛机柜、布电缆,连续干了3天重体力活儿,大家几乎“胳膊都废了”。

接着,他们又开始了近10天、200多个小时的不间断电测,型号“两总”和技术人员一起排班,很多同志带病坚守在岗位上,不少人由于水土不服,身体虚弱,多次晕倒在现场……

2007年至2012年,北斗二号在不到6年的时间里,共发射16颗卫星,最多一年发射6颗导航卫星!在中国航天史上,这还是第一次!

北斗人在创造世界级航天发射速度的同时,还创造了人类航天技术的新精度、新高度。

在型号技术攻关和工程实践中,北斗二号卫星研制团队先后攻克12项关键技术,突破40多项专业技术难关,填补数十项技术空白,为北斗导航卫星系统建设和可持续发展奠定了坚实的技术基础。

每一名来空间技术研究院工作的年轻人,他们的第一堂课就是阅读《航天器总体设计禁忌》,以便一开始就知道哪些是航天器总体设计必须掌握的知识和技巧,哪些是不能踩踏的“雷区”。

批量化卫星研制,让年轻人一颗接一颗、一种型号接一种型号地干,“80后”们都参加了数颗卫星的研制。年轻人迅速累积经验,视野快速拓展,大大缩短了成长周期。

现在,北斗卫星系统团队已经成为一支人才济济的高规格“乐队”。其中,既有老一辈“指挥家”(如范本尧、李祖洪),又有承上启下的“台柱子”(如谢军、杨慧),还有“小荷才露尖尖角”的“新秀”(如“80后”总体主任设计师杨聪伟等)。团队成员也从最初20多人发展壮大到现在的近百人。

这支队伍里最年轻的总设计师42岁,最年轻的副总设计师38岁,最年轻的主任设计师31岁,有七成员工在35岁以下。

时任美国宇航局局长麦克·格里芬了解到中国北斗卫星研制团队的年龄结构后,不由得感叹:“中国北斗卫星导航技术的成就让我敬重,北斗工程进展之神速让我敬仰,而这支队伍的领军人物和主导中国航天的这些人则让我敬畏。他们太年轻了,北斗卫星导航的未来如何,从这些年轻人身上就可以看出端倪。”

惊险开局:

北斗二号首星发射

北斗卫星导航系统快速组网,也对卫星发射场系统提出严峻挑战。

北斗导航混合星座的GEO、IGSO、MEO三种轨道卫星,都属于中高轨道卫星。而在全国航天发射场中,只有西昌卫星发射中心能同时满足这三种卫星的发射条件。北斗卫星注定要从这里出征,西昌也由此赢得“北斗港”的美誉。

北斗对西昌情有独钟,因为西昌卫星发射中心不仅具有发射纬度低、发射效率高的自然条件优势,而且是具有世界一流核心技术、一流设备设施、一流人才队伍、一流组织管理、一流服务保障的中国航天发射品牌。

2007年4月3日,距离频率使用“七年之限”的最后期限——2007年4月17日,已经不到半个月时间了!

西昌卫星发射中心发射场区三号发射工位上,高高地竖起了一枚“长三甲”运载火箭,北斗二号首星发射进入最后测试阶段。跌宕起伏、险象环生的北斗二号组网之旅,徐徐拉开大幕。

作为北斗二号组网的首星,它就像大家庭中的长子,肩上责任重大。它要为“弟弟妹妹”们探路,探测空间电磁环境,验证MEO轨道。而它最重要的使命,则是抢占卫星导航稀缺频率,为中国卫星导航事业闯出一条新路。

这次发射首次启用新建的三号发射工位,首次使用远控模式,首次发射MEO卫星,未知因素多,发射风险高、挑战大。针对任务的特点和难点,北斗工程“两总”组织参与发射的各系统工作人员,扎实做好远控设备安装调试、地面设备调试运行、发射场合练等准备工作;深入分析风险,找出风险因素62个,制定应对措施136条,严格把控每一个节点,确保发射全过程受控,顺利推进发射程序。

尽管这样,由于任务紧急、时间仓促,北斗二号首次发射依然险象环生。

星箭吊装完成后,突然发现卫星喷管不知什么时候被撞了个小缺口。大伙儿的心一下子悬了起来。

它会影响发射吗?如果有影响,需重新更换,推迟发射,那就有可能超过“七年之限”!

关键时刻,近80岁的大系统总师孙家栋,趴在地上慢慢爬到卫星底下,仔细查看受损部位,凭着数十年的航天经验作出判断:“不会影响发射,可以继续下边的流程!”大家虚惊一场。

哪知,离发射窗口只有3天时,“拦路虎”又冷不丁跳了出来:卫星上的应答机出现异常。

从坐镇指挥首星发射的“两总”领导到每一个现场测试人员,都一下子绷紧了神经。虽然深入测试分析发现隐患并不大,导致故障概率很低,只是不能排除影响信号传输的可能,但“两总”和中心领导意志坚定如铁:“所有隐患,无论大小,必须归零!”

北斗人爬上高高矗立的发射塔架,重新打开已经密封的星箭组合体,拆出应答机,紧急排查原因。此后,大伙儿不眠不休,神经绷得似搭上箭的弓弦,眼睛一眨不眨地盯着数据显示屏,捕捉着每一个细微的变化。困得不行了,用凉水洗把脸,醒醒脑;饿了,让食堂送个盒饭来,往嘴里扒拉饭菜时,眼睛还一动不动地盯着显示屏,也不知自己吃了些啥。大家连续奋战3个昼夜,终于找到隐患,把它连根拔除。这时,卫星发射已经进入半小时准备。

令人意想不到的是,离运载火箭点火只有2分钟时,即14日4时9分,测试人员又发现一个为火箭三级供气的连接器没有按规定脱落。此时,火箭发射已不可逆转,如果连接器不能在2分钟内脱落,火箭点火升空时必被其拉扯,给火箭、卫星乃至整个发射场造成灭顶之灾!

所有领导、专家和工作人员的心又一下子悬了起来。远控大厅100多名工作人员都屏住呼吸,现场静得仿佛能够听到自己的心跳,他们把目光投向发射站站长唐功建。

唐功建曾十几次担任火箭发射01指挥员,次次圆满成功,被大家誉为“福将”。真不愧是久经沙场的“金手指”,只见他临危不乱,非常冷静地在1分钟内连续下达7道指令。相关岗位人员从容不迫,配合默契。连接器终于在大家焦急的目光里缓缓脱落!

大厅里响起了雷鸣般的掌声、欢呼声:“唐功建,好样的!”“太棒了,唐功建!”

掌声刚刚落下,大厅里传来倒计时的声音:“10、9、8、7、6、5……”

2007年4月14日4时11分,随着指挥员一声“点火”命令,托举北斗二号首星的“长三甲”运载火箭,在轰轰的巨响中,孔雀开屏般绽放出美丽的尾焰,扶摇直上,飞向苍穹,渐渐融入黎明前漆黑的夜色……

尽管运载火箭顺利升空,但大家的心依然悬着、揪着。星箭会顺利分离吗?太阳能帆板能顺利打开吗?卫星信号能顺利传回吗?

全国十多家信号接收机研制单位被召集到西安卫星测控中心,在一个大操场上,各单位把带来的产品摆成一线,等待着在太空翱翔的北斗二号首星发回信号。

4月17日20时,十多台接收机相继收到从太空传回的信号,而且非常清晰!这一刻,离“七年期限”截止时间只有4小时!

它意味着中国赶上了建设卫星导航系统最后一班车!它为中国卫星导航事业打开了一扇充满阳光的希望之门!

“我们胜利了!”大家欢呼跳跃,互相拥抱,整个操场沸腾了!

降服“太空魔王”

北斗二号首星发射惊心动魄,但对于充满磨难与坎坷的北斗卫星导航系统建设来说,这仅仅是个序曲。

北斗二号首星进入轨道不久,太空又突然跳出“魔王”,再次挡住了北斗的去路:卫星在某一区域遭遇大功率复杂电磁干扰,信号接收率竟不足50%!

这一区域,对于中国来说是关键区域。为什么别的区域没有强电磁干扰,这一区域却有“魔王”挡道,而且如此顽固,经多次故障归零,问题始终无法解决?

那天,北斗工程“两总”正在开会,研究部署北斗二号组网后续工程。听到这个消息,老总们一个个心急如焚,问题来得太突然,而且太严重了。虽然北斗卫星设计了抗干扰措施,但没想到干扰强度如此巨大,竟销蚀卫星信号一半以上,这意味着天上的北斗导航卫星形同虚设,继续发射卫星也就没有意义了。换句话说,这个问题如果不能及时解决,即将组网的其余卫星发射计划将被无限期推迟。

北斗工程“两总”会议立刻转换主题:如何应对“太空魔王”。大家认为,对付强电磁干扰的方法无外乎两种:一是“躲”,就是改变卫星信号频率,躲到没有电磁干扰的频率上去;二是“抗”,即提高卫星抗干扰能力,让北斗卫星拥有功能强大的电磁防护盾牌。

而最关键的问题是,现在使用的频率是可供选择的唯一频率,除此之外,再无其他频率可用。这意味着,想“躲”都无处可“躲”。

因此,只有“抗”才是唯一出路,也可一劳永逸,资金投入少,且安全性高,但技术难度大,风险高,是个典型的“烫手山芋”。

谁能接手这个烫手山芋?也许想接它的单位很多,但不是谁想接就能接住的。接手它的团队必须做到两个确保:确保短期内能“吃”掉,确保“吃”得干脆利索,吃出高水平。

高新科技研究院北斗團队,再次临危受命,担当攻关重任。

早在北斗二号论证阶段,他们就听说,我国的空间飞行器经过这一区域时常常遭遇强电磁干扰,由此他们预料,北斗卫星组网时,这个问题会再次遇到。因此,他们对抗干扰技术提前做了一些基础研究。当北斗遭遇“魔王”的消息传到研究院后,他们便决定要把这个烫手山芋拿到手,并立刻着手研制攻坚方案。

欧博士代表团队进京受领任务,正准备汇报团队攻坚思路时,领导示意道:“方案就先别说了,你先回答几个问题。”

欧博士合上文件夹,应道:“是!”

“卫星体制不能变、信号频率不能变、下一颗星发射计划更不能变,卫星抗干扰指标不仅要提升,还要提升到完全把干扰压制住,你们能不能做到?”

“能!我们一定能!只是时间……”欧博士的话还没说完,便被领导不容置疑的命令打断了:“时间3个月,只准提前,拖后一天都不行!”

“这……”

“这是卫星组网计划决定的。若你们觉得有问题,我们只好交给别的单位了。”

“别,别……我们没问题!”

“这,可是要立‘军令状的。”

“我们立‘军令状!3个月,保证一天不延!”

“好!这任务就交给你们了!”

这个“太空魔王”魔力非常大,降服它有多难?一个专家把攻关技术难度形象地比喻为“相当于把大象装进冰箱里”。卫星上安装抗干扰设备的地方很小,而且功耗要低,既要具有强大的抗干扰能力,还要稳定可靠,这确实是个天大的难题。正常情况下,3个月内攻克难关,几乎是天方夜谭,而且马上就是春节,又使任务时间大打折扣。加上此前欧博士所在的团队主要做北斗地面系统,星载设备很少涉及,虽然有一定的技术积累,但工程经验严重不足,更何况是“火烧眉毛”的紧急任务,容不得半点闪失。

谁接这样的任务都得掂量掂量,而欧博士竟把“军令状”立得嘎嘣脆,这不是“二愣子”是什么?

欧博士头一次听到这个绰号时,憨憨一笑,说:“当时也没想那么多,只想到问题出来了,成了整个工程的‘肠梗阻,领导心里急,我们心里也急,就想尽快把难题解决掉,把任务拿过来再说,哪还顾得上想有多难。”

立下“军令状”,欧博士想马上返回单位传达“两总”指示,迅速组织团队攻关。可他从会议室直接来到民航售票点时,却被告知,南方地区遭遇百年不遇的暴风雪,机场已经封闭。他立刻来到火车站,登上当晚从北京南下的特快列车。哪知事情越急,老天越捉弄人。列车走走停停,好不容易到达长江边时,竟然趴窝了。等了一整天,欧博士才得以换乘从南边开来接应的慢车,速度还比不上马车。心急如焚的欧博士掏出手机,打通王博士、孙博士的电话,汇报情况,共同协商调兵遣将、排兵布阵事宜,电话连续打了两个多小时,耗光了两块手机电池的电量。当他还在火车上时,院里一个20多人的团队已经开始攻关了:陈高工当晚启程前往西安,负责硬件设计与生产;李博士、唐博士、黄博士、聂博士等立即展开算法攻关,开发软件;孟博士等提出测试解决方案;其他人根据分工各司其职……换了两次车、走了3天才返回院里的欧博士,走进办公室感受到的是:室外天寒地冻,室内攻关热火朝天。

大家碰头后,团队领导班子提了一个严苛的要求:“每个人的工作必须环环相扣,做到万无一失,绝不允许出现任何纰漏!”

大家一下子炸了锅:“你当我们个个是神仙啊!不允许出错,谁能保证?这有可能吗?”

“不能保证,也得保证!”团队领导班子说,“这个任务一开始就是倒计时,一天的富余量都没有。出现差错就要重来,任务就无法按时完成!在非常任务、非常时刻面前,我们必须采取非常举措,把‘不可能变为‘可能!”

大家一下子安静下来,然后默默离开会议室,开始背水一战。饿了,吃盒饭;困了,在沙发上躺一下,然后爬起来接着干。每个人都像打仗一样,严格按时间节点,无差错、高质量地推进任务进程。

在紧张的忙碌中,春节来临了。春节怎么安排?让大家继续加班加点连轴转?这显然不合情理。可如果不继续加班加点,任务节点就可能推后。

王博士绞尽脑汁、思前想后,给大家下了一个特别通知:“大年三十到初二这三天,大家可以不来加班。”这话堪称艺术,没说放假,也没说不放假,只说“可以不来加班”,就看大家怎么去理解了。

大年三十那天,团队领导和往常一样,一大早就来到实验室。不久,他们发现,团队成员也来了,而且一个不少。大家说:“任务这么紧,谁在家待得住?”

就在这天,陈高工在美国进修的妻子特意赶回来陪家人过年,但陈高工直到傍晚才回家。

妻子嘟哝道:“大年三十都不休息,这么忙吗?”

陈高工赶紧赔上笑脸说:“没办法,任务压身呢。”

吃过团圆饭后,他陪家人看了一会儿春晚,但眼睛盯着屏幕,脑袋里却都是那些布线,便索性要去办公室。

妻子白了他一眼:“就你忙,平时都干什么去了?”

“你出国这一年多,知道他是怎么过的吗?”婆婆见状,叹口气说,“你出国的第二天,他就住到实验室去了,平时很少回家。尤其这一个多月里,他吃在实验室,困了就睡在办公室的沙发上。”

妻子一听,怔怔地望了丈夫好一阵,然后轻轻挽住他的胳膊,说:“走,我陪你去加班。”

团队以惊人的毅力兑现了当初的庄严承诺。

时限3个月,而他们只用了70天!

经测试,他们研制的抗干扰卫星载荷,性能指标大幅提升,某区域卫星信号有效接收率从不足50%跃升到100%!

在成果验收会上,大系统总师孙家栋院士向他们竖起大拇指:“你们临危受命,关键时刻敢于亮剑,又打了一个漂亮的攻坚战,不愧是‘李云龙式的攻坚团队!”

惊心动魄七秒钟

2010年1月17日,第三颗北斗导航卫星发射升空。

哪知“長三丙”运载火箭起飞50秒后,安控显示屏上突然出现异常:速度曲线出现连续大幅度跳变,5秒之后,数据跳变依然剧烈,不断跃出炸毁线,这表明火箭已岌岌可危。

连续5秒,这是地面必须实施安控的极限时间。在此情况下,若无法继续实施安控,只能将火箭引向相对安全空域予以引爆。在国际航天活动中,对于类似事件,美国这样处理,俄罗斯这样处理,欧盟这样处理,日本也这样处理……

“难道我们也要炸毁火箭?”安控助理赵梅心里猛地一紧,额头上瞬间渗出了冷汗。已从事火箭安全控制17年的她,这种情况还是第一次遇到。

“车高工,怎么办?”赵梅紧张地望向一旁的安控判定专家车著明。只见车著明双眼紧盯安控显示屏,神情非常冷静。

其实,此时的车著明压力巨大。火箭、卫星,价值数十亿元的设备,现在炸与不炸就听他一句话。若是他判断失误,不该炸而炸了,或是该炸而没炸,都会给国家和人民带来重大损失,他都是罪人!而此时此刻,仅凭几块屏幕显示的数据,就要对在太空高速飞翔的运载火箭状况做出快速精准的判断,其难度可想而知。

安控机房里的空气仿佛凝固了,大伙儿都用紧张的目光望着车著明。只见他依然一脸镇静,冷峻的目光不住地在几块显示屏间切换,反复比对着那些瞬息万变的测控数据。他天天跟数据打交道,那些数据就像他放牧已久的羊群,哪只羊什么颜色、个头多大,他都心中有数。

第七秒时,车著明站了起来,轻轻舒了一口气说:“是设备跟踪故障,火箭没问题。”果然,根据他的判断,有关人员对设备进行检测,发现是运载火箭搭载的设备给出的下行信号不稳定。对其进行针对性调控后,测控数据渐渐趋于稳定,运载火箭飞行各项指标良好,发射任务又一次获得圆满成功。

“车高工,”赵梅和大伙儿都向车著明竖起大拇指,“短短7秒钟,凭着几个显示屏给出的数据,就能准确判断设备工作状态和火箭飞行状态是否正常,您真是神了!”

在指挥大厅里坐镇的各级领导和航天专家来到安控机房和大家一起欢庆卫星发射成功,当他们得知这次发射经历了“生死攸关七秒钟”时,都感到非常后怕。发射中心一号领导紧张而又激动地握着车著明的手说:“著明,你又为我们中心、为北斗卫星导航立下大功了。要不是你排除火箭问题,引爆程序一旦启动,我们中心、我这个一号,就是罪人啊!中心和我,感谢你这个大功臣!”

竞争对手与合作伙伴

2007年4月14日,北斗二号组网首星成功发射,并于17日顺利开通,按照国际电信联盟“先登先占”的原则,中国已经拥有与伽利略重合频率的优先使用权。

而此时,由于欧盟各国之间意见不一致,伽利略导航卫星发射计划进展缓慢。尽管如此,中国北斗人秉承合作共赢的愿望,与欧盟伽利略携起手来,解决频率共享难题。

中国北斗和欧盟伽利略是竞争对手,更应该成为合作伙伴!

在中国即将发射第二颗北斗二号卫星的前夕,欧盟火速组成频率专家代表团来到北京,主动与我方协商频率问题。

欧盟代表说:“我们伽利略频率体制理论,是注册了专利的。”

中国代表说:“我们使用该频率不会影响伽利略。”

欧盟代表自信地说:“我们的频率信号体制,你们永远绕不开。”

中国代表说:“要相信人类的智慧。我们中国有句老话:‘办法总比困难多。”

“无法绕开的频率”,的确挡不住北斗人前进的步伐。经过深入研究、反复试验,北斗频率工作者终于摸索出一套新的信号体制理论,得到了绝大部分国际专家的认同。

在此期间,中国频率工作者一次次主动前往欧盟,与之协商频率合作问题,终于达成了双方共用这一频率的初步协议。对方提出中国要把频率计算结果交给他们。中国代表为表达合作诚意,同意了,同时也要求对方把频率计算结果交给我方。只是不知何故,对方迟迟没有提交计算结果。

欧盟代表团仔细研究北斗频率计算结果后,发现无懈可击。加之北斗卫星导航系统全球组网将很快展开,在此形势下,他们再次邀请中国频率工作代表团于2015年1月前往欧盟,继续协商频率问题。

双方围着谈判桌刚坐下,欧盟代表团团长便就频率计算结果一直没有提交给中方一事表达歉意,并解释说:“我们之所以没能把计算结果交给你们,是我们的卫星出问题了。”

中方代表们对此一笑而過。

欧盟代表团终于认同中国制定的频率使用规则,但附加了一个条件,伽利略系统组网卫星数量从24颗增加到35颗。中国代表团通过深入分析验证,认为欧盟这一要求不会给北斗系统带来实质性影响,原则上同意了。双方商定,协议文件由中方起草。

协议完成草稿,双方又经多次讨论、反复修改,正式形成协议文件。协议完全体现公平、公正、合理原则。欧盟代表团正式从法理上接受了中国提出的频率共用理念,同意在国际电信联盟框架下完成卫星导航频率的协调工作。同时,经中国代表团提议,双方将就S频率使用问题继续展开洽谈与合作,并正式写入协议条款。

在商量协议签字地点时,中方代表团提出:“过去协商,我们大多来欧洲谈,这次签字仪式,就请你们到中国做客吧。”

欧盟代表团欣然应邀:“好,我们去中国北京,故地重游。”

双方代表团团长郑重地在协议上签上各自的名字,中欧卫星导航系统就L频率长达8年之久的协调工作圆满结束。

中国北斗、欧盟伽利略在频率问题上的密切合作,创造了“只能容下一个人的小房子容下了两个人”的科学奇迹,堪称世界重大科技工程领域合作共赢的典范!

北斗的“支点”

当初,中国北斗卫星导航系统建设“三步走”战略公布后,曾有一些国际友好人士为中国担心:“北斗‘三步走,前两步好走,第三步很难走。”而那些喜欢看中国笑话的人则窃喜:“北斗二号仅覆盖亚太地区,对于中国不是问题,可北斗三号要覆盖全球,看你中国怎么走!”

这一步,的确太难走!

作为全球卫星导航系统,不仅需要在太空布设数十颗卫星,同时要在地球上各个地区建设众多的地面站点。如美国的GPS,就在全球各地建了众多地面站。可中国难以在全球布设站点,建不成“地网”。这是北斗卫星导航由区域向全球拓展面临的首要亦是最大的障碍。

不能在世界各地建设地面站点,北斗全球系统就不建了?北斗工程“两总”的回答是:全球卫星导航系统,中国不仅要建设,而且要达到世界一流水平!

北斗工程“两总”大胆决策:既然不能像GPS那样建“地网”,那我们就构建星间链路,在星星之间、星地之间,织成一个“天罗地网”。

北斗三号工程管理比北斗二号更加复杂,技术创新难度更大,系统质量要求更高,自主可控更加紧迫,建设速度更难保证,工程风险更难控制……这一系列难题如何破解?北斗工程“两总”肩头的压力极大,就像北斗三号即将覆盖的整个地球都压到了他们身上。

阿基米德说:“给我一个支点,我能撬动整个地球。”此时此刻,北斗三号工程建设就需要这样一个支点,来撬起北斗全球系统。

这个能撬起“地球”的支点在哪儿呢?

那段日子,北斗工程“两总”及总体部的领导们,上班时思考,上下班的路上思考,晚上站在阳台上仰望着满天星斗还在思考,甚至梦境里也围着它打转转……

经过一番深思熟虑,“两总”和总体部领导们的思维都锁定在“竞争”二字上。

当北斗总体领导向“两总”汇报这一设想时,“两总”领导表示,北斗卫星导航系统尤其是卫星系统实行竞争管理,用竞争机制促进工程创新、推进工程速度、保证工程质量、降低卫星研制价格,刻不容缓!

建立竞争机制,首要任务是发现和扶植新的卫星研制团队,形成卫星研制多头竞争格局。经过深入调研,总体部把目光瞄准了上海微小卫星工程中心。

会“思考”的新一代卫星

上海微小卫星工程中心是一颗刚从航天地平线上升起的“新星”。

战场上的轻骑兵,队伍精干,战术灵活,从不循规蹈矩,甚至反其道而行之,常有意想不到的战果。上海微小卫星工程中心,就是这样一支北斗轻骑部队。而中心副主任、研究员,新一代北斗导航卫星总设计师林宝军,则是这样一名“轻骑战将”。

林宝军虽是“60后”,却是一名航天老将,大学一毕业就开始干航天,还曾担任载人航天工程应用系统副总设计师,参与了从神舟一号到神舟三号的全部论证工作,学科底蕴深厚,实践经验丰富。但他并没有囿于已有的知识经验,而是随着事物的变化不断求新,认识事物另辟蹊径,科技创新别具一格,为人处事独树一帜……无论做什么,他都力避按“常规出牌”,喜欢特立独行,追求“和别人有些不一样”。为此,他的团队成员给他取了一个雅号——“另类总师”。

为了让新一代北斗卫星“有灵魂”“会思考”,林宝军在国内第一次给卫星设计了一项看家本领——在轨赋能:让天上的卫星“有错能改”“有病自治”“功能刷新”。哪知历尽坎坷才完成的卫星在轨赋能设备,在与卫星载荷生产单位联系生产时,遇到了强大阻力。人家说他的在轨赋能太有想象力了,简直是异想天开,根本不可能实现,说什么也不愿跟他一块儿瞎折腾。没办法,林宝军只有坚持不懈地给大家“洗脑”,连着几天从早上9点一直“洗”到晚上12点,整整“洗”了3天,“洗”得口干舌燥、嗓子眼冒烟,才说服大家同意与他一道完成这次航天“首创”。

卫星研制是“高、精、新”的技术活,不仅需要创新技术,也需要工艺积累、个人经验。因此,那些参加工作多年,有著丰富经验,用起来“顺手”、干起来“对口”的“老卫星”,便成了“抢手货”。但林宝军却偏爱年轻人,用他的话说:“年轻人,经验少甚至没经验,给人印象是这不会做那也做不好,但他们观念新、脑子活、张力大、可塑性强、接受新生事物快,正好契合了新北斗的新要求。经验可以通过传授和积累来弥补,但观念和思维方式一旦固化,就一时半会儿改不了。”

林宝军还喜欢给年轻人压担子。当年,他担任“神舟”系列飞船副总设计师时,设计团队里的主任设计师多是一些所长、主任,甚至由院士担任。但在新一代北斗导航卫星团队里,主任设计师、主管设计师基本上是“80后”,而且绝大多数没担任过行政职务。

有一个博士刚参加工作不久,林宝军就让他担任一个重要系统的技术负责人。年轻博士既欣喜又惶恐:“林总,我恐怕不行啊。”

“你还没干,怎么就知道不行?”林宝军鼓励道,“我就认为你行,大胆去干吧!”

年轻博士还真行,很快就使项目取得较大进展。林宝军闻知,立刻来到现场,对年轻博士大加赞赏:“你看,我说你行,你果真就行。我看你不仅能干成这个项目,以后还能干成很多大项目。”

哪知几天后,由于经验不足,年轻博士就遭遇了挫折,造成了一些经济损失。年轻博士满怀愧疚地来到林宝军的办公室,深深地埋着头说:“林总,这个错误我犯得太不应该了,您骂我吧。”

没想到林宝军搬过一张椅子,拍拍年轻博士的肩膀请他坐下,然后笑着说:“你这个项目干了不久就有进展,势头不错啊!虽然这次走了一段弯路,但你敢于尝试的精神还是值得肯定的。”

犯了错,还受表扬,连年轻博士自己都诧异:“林总,您怎么不批评我呀?”

林宝军依然是一副笑模样:“看你刚才进门那样子,垂头丧气,都不知道在心里骂过自己多少回了,还用得着我再批评你吗?这时候,我该给你提气、鼓劲儿才是。”

林宝军没看错,年轻博士果然很争气,项目完成得非常出色,参加工作两三年就成为主任设计师。

林宝军曾这样概括自己的管理艺术:“我们中国人一讲到严格要求,就是要多讲不足、多批评指正,而事实上,催人成才主要靠表扬。孩子喜欢听人夸,长大了也一样,好孩子都是夸出来的。”因此,他对自己的团队实行“辩证管理”:既然要给年轻人压重担,就要允许年轻人跌跟头、犯错误;既要对技术瑕疵零容忍,又要对人才容错;既要让年轻人受得了重压,又要让他们看到前途和希望。

前些年,中心任务陡增,急需引进一批高端优秀人才。哪知招聘通知公布后,前来应聘者寥寥无几。人力资源部的同志大念苦经:“到我们中心工作,加班加点,工作辛苦,可经济待遇又不高,不说高学历人才,连大专生都看不上。”

林宝军仔细看过人力资源部门的招聘广告后,一针见血地指出:“你们的招聘出问题了,而且是方向性错误。你们太不了解青年知识分子了,虽然他们的经济意识比过去的年轻人更明显,但也并不是一心扎进钱眼里的。他们有使命感、有理想,也很看重事业成就,要是让他们知道,来我们中心干几年就能干上主任设计师,你看他们来不来。”

果然,人力资源部照林宝军的意思修改招聘广告,公布出来后,马上就有不少硕士、博士研究生前来应聘。

2011年11月,新一代北斗导航卫星研制任务得到批准,正式启动实施。这时,按照北斗卫星导航系统建设时间节点,他们既要突破多个关键技术攻关难题,还要按流程走完研制方案、初样、正样三个阶段,但时限却不到4年。产品研制的速度要求,只相当于国际同类卫星研制周期的一半。

时间如此紧迫,他们需要全程“百米冲刺”,而冲到最前面的就是总师林宝军。

从北京来到上海,他的家乡北京就成了“异乡”,而异乡上海却成了“家乡”,若非工作原因,他基本不回去,经常两三个月才回家一次。曾有记者问他:“您想家里的亲人吗?”他说:“想,很想,过节时更想。”记者说:“那您就经常回去看看他们呀。”他说:“上海这边事情多,没做完做好,回去也待不住。”记者说:“那您一个人在上海孤单吗?”他说:“不孤单,中心也是我的家,北斗导航卫星是我的孩子,所有团队成员都是我的家人。”

为了尽快确定导航卫星有效载荷状态,林宝军带着结构设计师、热控设计师等十余人赶到位于成都的合作单位,连续熬了3个通宵,向大家实地分析讲解,解决关键技术。三天三夜里,为给自己醒脑提神,他差不多喝了一箱红牛。因为过度劳累,身体透支太大,问题解决后,他整整一周说不出话来。

总设计师奋不顾身,其他人也跟着向前扑。整个团队齐心协力,硬是在3年零3个月里,拿下中国首颗新一代北斗导航卫星,创造了卫星研制速度“中国之最”。

在林宝军身上,不仅有航天人坚忍、求实的品格,更有航天人无所畏惧的冲天豪气。

2015年,新一代北斗导航卫星发射成功后,记者让他谈谈北斗的未来,他满脸笑容地说:“未来,我对北斗卫星有三个期待。第一就是皮实、好用,不断改善用户体验,也许不远的将来,我们可以直接向卫星提要求,需要什么数据直接向卫星要;第二是不断改善卫星自主管理和在轨赋能能力,尽量简化地面管理;第三,各项指标全面提升,真正服务于民生,甚至能产生改变世界的力量!”

听到这里,记者脸上不禁闪过一丝惊讶:“产生改变世界的力量?”

“是的。”林宝军自信地点点头,“总有一天,人们会像现在把苹果手机换成华为手机一样,喜欢北斗胜过GPS。到那时,北斗将会像网络技术迎来网络时代一样,开创一个北斗时代!”

北斗拥抱世界

“中国的北斗,世界的北斗”。这是世界人民的共同期待,同时也是一个大国应有的胸怀,亦是所有北斗人的理想与愿望,更是北斗应用推广的最高层次和崭新境界。

为了让世界人民正确认识北斗、放心使用北斗,中国于2016年6月16日发表了《中国北斗卫星导航系统》白皮书。

白皮书的“前言”开宗明义地告诉世界人民:“卫星导航系统是全球性公共资源,多系统兼容与互操作已成为发展趋势。中国始终秉持和践行‘中国的北斗,世界的北斗的发展理念,服务‘一带一路建设发展,积极推进北斗系统国际合作,与其他卫星导航系统携手,与各个国家、地区和国际组織一起,共同推动全球卫星导航事业发展,让北斗系统更好地服务全球、造福人类。”

白皮书是一个国家、政府发表的重要文件,表明的是国家、政府的立场,是行文规范、事实清楚的官方文件,是一种严肃庄重的承诺。

这就是中国诚意、中国度量!

2017年11月5日,北斗卫星导航系统总设计师杨长风在记者招待会上强调:“要高度重视推进北斗系统国际化工作”,“北斗系统是中国的北斗,也是世界的北斗”,“将北斗系统积极纳入国际卫星导航体系,与GPS、格罗纳斯、伽利略等系统实现兼容互操作,让全球用户享受到北斗系统更好的服务”。

北斗工程“两总”,从专项领导小组成员到总师孙家栋、杨长风,副总师李祖洪、谭述森、谢军、杨元喜、冉承其,再到中国卫星导航系统管理办公室的领导们,无论走到哪儿,无论在什么场合,反复向世界人民承诺:“北斗既是中国的,也是世界的!”

目前,我国已与美国、俄罗斯、法国、德国、澳大利亚、阿根廷、南非等十几个国家和地区合作,利用北斗时间传递链路,完成了对亚洲、南美洲、北美洲、欧洲、大洋洲、非洲等六大洲超远距离的时间频率传递及性能评估。结果表明,在北斗系统有效覆盖范围内,时间传递链路性能指标与GPS链路相当,具备了成为国际标准时间的正式链路的能力。

北斗,开辟了一条互利合作的崭新路径!

“北斗福星”照耀全球

博克拉是尼泊尔的第二大城市,是著名的旅游胜地。2015年4月25日,和往常一样,来自世界各地的游客迈着悠闲的步子,带着舒心的笑容,惬意地观赏着博克拉宜人的景致。常住居民则照常享受着他们的慢节奏生活,就连墙上的时钟,也和人们一样,迈着不紧不慢的步子。可当时钟的指针走到下午2点11分时,一场巨变令人猝不及防:大地突然剧烈摇晃,平静的山谷响起炸雷般的轰鸣,城里的建筑哗啦哗啦地倒塌,山上的泥土、石头猛兽般冲下来……这就是尼泊尔“4·25”地震!

这是一次罕见的大地震,震级高达8.1级,波及周边几个国家。尼泊尔的基础设施十分薄弱,城建、交通等设施受到严重损毁,通信设备完全瘫痪。

幸运的是,他们手中的北斗没有受到任何影响。尼泊尔政府用北斗向友好邻邦中国发出了救援请求。收到信息后,中国搜救队、医疗队在北斗引导下千里驰援,第一时间开进灾区。满载着救援物资的运输车队沿着北斗指引的路线,及时赶到了灾区……

北斗,既是中国的福星,也是世界的福星!

为人类科技发展做贡献,为世界人民谋福祉,这是建设北斗卫星导航的“中国担当”。因此,北斗卫星导航建设发展,始终坚持“自主、开放、兼容、渐进”的原则,永远不会把高端的技术用于欺凌弱国,而是凝聚新时代“中国力量”,创造“中国奇迹”,与世界共同分享“中国成果”,共同走向繁荣昌盛。

秉持这一初心,北斗二号建成后,在向国内用户提供系统服务的同时,还向亚太地区周边国家,即北纬55°到南纬55°、东经55°到180°的亚太地区用户,提供定位精度优于10米、测速精度优于0.2米/秒、授时精度优于50纳秒的免费服务,支持帮助我国周边和“一带一路”沿线国家使用北斗导航。

北斗导航已成功应用于巴基斯坦的交通运输、港口管理,缅甸的土地规划、河运监管,老挝的精细农业、病虫灾害监管,文莱的都市现代化建设、智慧旅游,印尼的海上集成应用……分别与马来西亚、新加坡、柬埔寨等国家开展交流合作,与沙特、阿联酋、埃及、摩洛哥、突尼斯、阿尔及利亚等国家制定推进措施,在泰国建成了小型北斗地基增强系统示范网……中国胸怀和中国贡献,正伴随“太空丝路”不断延伸、拓展。

每年1月,是蒙古国中央省牧民很莫德乎老人最难度过的日子,因为这是一年中最寒冷的时候。“在冰天雪地、寒风呼啸的旷野上放牧,一天下来,身体都快变成一根冰柱了。”很莫德乎摇着头说。但接着,他从身上摸出手机,脸上的愁容变成了喜色,“现在好了,中国给我们送来了北斗卫星导航放牧系统,给种马、种驼、领头牛羊戴上卫星设备,用手机就能知道整群牲畜的位置、数量和生存状态,我们再也不用整天跟着牛羊到处跑啦。中国的北斗卫星真是神奇啊!”

北斗导航走向“一带一路”沿线国家,逐渐融入世界,吸引着世界人民融入中国、结缘北斗。

突尼斯女工程师娜达,是一名“中国北斗粉丝”:“我的工作是把北斗介绍给‘外国人,可我从不把自己当‘老外,我和北斗早就是一家了!”

2018年,中阿北斗/GNSS中心在突尼斯建成开放,45岁的娜达作为阿方工程师、讲解员,开始了与北斗的亲密接触。她每天要接待多个参观团,从整理资料、布置展品到悉心修改解说词、策划专题培训活动,工作十分繁忙辛苦,但她觉得“很有成就感”。

娜达的成就感主要缘于北斗导航的快速国际化。作为全面展示北斗技术应用的窗口和开放合作平台的首个海外中心,中阿北斗/GNSS中心见证了北斗走向全球的每一步。2018年12月27日早上7点多,收到中国同事发来的北斗三号基本系统开通这一喜讯后,娜达直奔中心,下载了中方远程推送的最新版北斗蓝皮书和服务性能规范,并在社交媒体上“高调”宣布:“今天,我在阿拉伯又‘北斗了!”娜达正积极申请到中国留学,希望能拿到卫星导航专业学位,更加深入地了解北斗。

现在,来自世界各地像娜达这样与北斗结缘的外国人越来越多。

马来西亚彭亨大学教授萨比拉,就是一名造诣很深的外国北斗专家。2017年,彭亨大学与桂林电子科技大学签署合作协议并建立了卫星导航联合实验室。萨比拉团队负责测试北斗系统在热带气候条件下的运行状况,研究如何减少延迟、提高精准度,并提出了独到见解:马来西亚有大面积的棕榈种植园和稻田,要迈向“精准农业”离不开卫星定位系统,现阶段广泛使用的GPS难以满足精准度要求。她发现北斗有很好的应用潜力,希望北斗系统能够做得更好,更有效地应用于全球。

萨比拉希望自己能为北斗卫星系统作出贡献。为此,她运用北斗导航为东南亚国家编织太空“合作网”,开始对整个东南亚地区北斗应用问题展开研究,取得多项研究成果。与此同时,作为一名大学教师,她积极培养导航专业学生。她的学生参与发表了高水平论文,提出了相关应用模型,有望成为马来西亚新一代卫星导航专家,将北斗导航在东南亚应用研究做大做强。

印度尼西亚北斗产品代理商杨车顺,为北斗导航而骄傲:“印尼国土资源部门近两年加大力度采购中国北斗系统产品,用于国土面积测量、海岸线测绘以及自然资源探测等。北斗在普通消费者中的知名度和受欢迎程度也越来越高。北斗产品很受欢迎,我的生意越做越红火!”

北斗产品和服务提供商、合众思壮公司日本分公司营业部长若泽·布里塞尼奥,说起北斗产品也是满面春风:“现在覆盖日本上空的北斗卫星越来越多,信号也越来越好。随着北斗系统的不断成熟完善,北斗产品和服务在日本也将更具竞争力。”

2018年12月31日晚7时,国家主席习近平通过中央广播电视总台和互联网,发表了2019年新年贺词。在贺词中,习近平主席说:“这一年,中国制造、中国创造、中国建造共同发力,繼续改变着中国的面貌。嫦娥四号探测器成功发射,第二艘航母出海试航,国产大型水陆两栖飞机水上首飞,北斗导航向全球组网迈出坚实一步。在此,我要向每一位科学家、每一位工程师、每一位‘大国工匠、每一位建设者和参与者致敬!”

2020年7月31日,北斗三号全球卫星导航系统建成暨开通仪式在人民大会堂隆重举行,正式向世界人民开放服务。2035年之前,我国还将建设完善更加泛在、更加融合、更加智能的综合定位导航授时体系。

到那时,北斗无疑是世界卫星导航这片璀璨星空上最明亮、最耀眼的星星!

到那时,北斗将用炽热、无私的情怀,温暖中国,温暖世界!

到那时,北斗必将用她那灿烂的光辉,照亮中华民族崛起之路,照亮全人类走向共同繁荣之路!

(本刊节选)

〔本刊责任编辑  袁小玲〕

〔原载山东文艺出版社《中国北斗》〕

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