闪耀苍穹！

水流萤

有北斗的地方，

就有方向；

有北斗的地方，

就有梦想。

从“一颗星”到“满天星”

早在20世纪70年代，我国就想建立自己的卫星导航系统。1983年，结合当时国内的经济和技术条件，陈芳允院士创新性地提出了“双星定位”的设想。1994年12月，北斗导航实验卫星系统工程获得国家批准。

20世纪90年代，美国已在GPS工程上投入了超过200亿美元，且每年的维护费用高达5亿美元；而当时中国的经济基础仍十分薄弱，研发包括航天在内7大领域技术的“863”计划预算也才只有100亿元。在早期研发导航系统的资金上，中美间的差距不止

十倍。

当然，当时的北斗项目除了缺钱，更大的困难是缺技术、缺人才。

20世纪90年代，西方国家几乎在所有高科技领域都对中国实施了严酷的技术封锁。1996年7月，包括美国、英国在内的33个西方国家又签署《瓦森纳协定》，对中国等国家实施军用、军民两用商品和技术的控制清单，电子器件、计算机、传感与激光、先进材料等9大类高新技术被实施禁运。

在既缺钱又缺技术、人才的情况下，北斗系统被逼出了自己的“开创性”：当时的北斗一号研发团队，陈芳允、孙家栋等人没有采用GPS的无源定位技术，而是另辟蹊径，以全新的有源定位技术（有源定位技术定位时，用户终端需通过导航卫星向地面控制中心发出一个申请定位的信号；无源定位技术则不需要），再结合陈芳允提出的“双星定位”理论，一举突破了外国的技术封锁——用两颗地球静止轨道卫星就可以对地面目标和海上移动物体进行定位导航，且能覆盖中国及周边区域。

2000年，北斗一号的首批两颗地球静止轨道卫星成功发射，北斗一号实验系统正式建成并开始投入使用。

尽管北斗一号看上去很简陋，但意义非凡——凭借这两颗卫星，中国成为继美国、俄罗斯之后世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。

有了第一步，就会有第二步、第三步。

2004年，我国启动了北斗二号系统的建设。北斗二号并不是北斗一号的简单延伸，它克服了北斗一号系统存在的缺点，提供了海、陆、空全方位的全球导航定位服务，类似于美国的GPS和欧洲的伽利略定位系统。2019年5月17日23时48分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭，成功发射了第45颗北斗导航卫星。至此，我国北斗二号区域导航系统建设圆满收官。

2009年，我国启动了北斗三号系统的建设。2020年6月23日9时43分，第55颗北斗导航卫星，也是北斗全球卫星导航系统的最后一颗组网卫星发射升空。

从“一颗星”到“满天星”，在这伟大的征程中，凝聚了中国科研单位、高校和无数航天人的努力和心血，他们在这26年的建设中攻克了一个又一个科研难关，为北斗建设的稳步推进做出了极大贡献。

这一期，我们就来看看北斗背后的部分高校力量。

有“北斗”的地方 就有中国高校力量

建设北斗的排头兵

国防科技大学电子科学学院北斗团队自1995年组建以来完整经历了北斗一号、北斗二号、北斗三号系统建设的全过程，后发展成为北斗系统工程建设主力、各阶段技术创新引领者，为我国北斗系统从无到有、从追赶到并跑甚至领跑做出了卓越贡献。

“把北斗事业建设好，是我们存在的唯一理由。”

跟着我国北斗系统的“三步走”发展战略，我们来看看国防科技大学北斗团队的每一步。

第一步：建设北斗一号系统，实现卫星导航从无到有。在北斗一号工程建设中，国防科技大学北斗团队突破了制约系统建设长达10年之久的重大瓶颈技术，成功研制出了北斗一号全数字快捕与信号接收系统，主要解决了低载噪比、短突发、大动态、多信号随机入站信号的快速捕获和信号接收等问题，实现了从无到有的突破。

第二步：建设北斗二号系统，从有源定位到无源定位，区域导航服务亚太。在北斗二号工程建设中，国防科技大学北斗团队攻克了一系列核心关键技术，其中最具代表的是攻克了信号体制难题和突破了系统建设中“卫星抗干扰”和“系统高精度测量”两大难题，成功研制了卫星关键载荷和地面运控系统主体设备，有力护卫了系统安全和支撑了系统建设。

在北斗二号工程建设中，首颗试验星发射升空经过某区域时，遭受到大功率电磁干扰，卫星发生间歇性失联。而此时，距离下一颗卫星发射计划仅有3个月时间。如果这个问题不解决，不但下一颗卫星不能按期发射，后续组网的10多颗卫星也将无限期推迟。消息传到国防科技大学北斗团队，成员们再次临危受命并立下军令状：保证3个月内完成任务，只会提前，绝不拖后！

虽然决心坚定，但他们面临的挑战非常严峻：卫星要求的抗干扰能力很强，但安装抗干扰设备的空间要很小，而且功耗要低。一些专家把这个难题比喻为“把大象装进冰箱”。为尽早完成任务，团隊成员只能白天黑夜连轴转，玩命一般地与时间赛跑。最后，团队只用70天就兑现了承诺——将北斗卫星的抗干扰能力提升了1000倍。

第三步：建设北斗三号系统，架设“星间链路”，实现全球组网。国防科技大学北斗团队承担的北斗三号系统工程建设任务具有“三全”特点：全体制，所有的信号体制、系统体制及安全体制；全系统，从卫星到地面运控及应用、测试、试验验证全覆盖；全链路，所有的信号链路、应用链路全覆盖。同时，国防科技大学北斗团队还首创了环境段模拟分系统、全球仿真软件、复杂电磁环境模拟分系统三个系统。

但是，这世上从来没有坐享其成的创新成果，国防科技大学电子科学学院导航与时空技术工程研究中心大厅电子屏上的加班记录，见证着这一支北斗团队的努力和奋斗：陈雷、黄新明、张可平均每年加班达900个小时；李柏渝、黄龙、刘哲平均每年出差达190天……

“北斗一号到北斗三号是从溪流到海洋的跨越，坚持自主创新、奋力攻坚克难是我们完成跨越的灵魂，也是我们迎接未来融合时空挑战的基石。”国防科技大学北斗团队负责人王飞雪说，“把北斗事业建设好，是我们存在的唯一理由。”

“军中清华”

国防科技大学的前身是1953年创建于哈尔滨的中国人民解放军军事工程学院，即著名的“哈军工”。1970年，哈军工主体南迁长沙，改名为长沙工学院。1978年，学校改建为中国人民解放军国防科学技术大学。1999年，长沙炮兵学院、长沙工程兵学院和长沙政治学院并入国防科学技术大学。2017年，中央军委决策，以国防科学技术大学、国际关系学院、国防信息学院、西安通信学院、电子工程学院，以及理工大学气象海洋学院为基础，并将军委装备发展部第63研究所划入，重建国防科技大学，归军委建制领导。

国防科技大学（以下简称“国防科大”）是首批进入国家“211工程”建设计划的院校，是军队唯一进入国家“985工程”建设行列的院校，也是军队唯一进入国家首轮“双一流”建设支持的院校。学校拥有“天河”超级计算机、北斗卫星等多项世界级科研贡献，被誉为“军中清华”。

攀登科技高峰

国防科大攀登科技高峰的脚步从来就没有停歇过。

1988年，国防科大计算机系主动请缨，承担“银河－II”十亿次通用巨型计算机的研制任务。在没有相关技术资料的情况下，科大人依靠中国人的聪明才智，另辟蹊径，仅用4年时间就走完了别人要用10多年才能走完的路，于1992年11月研制出“银河－II”十亿次通用巨型计算机，填补了我国面向大型科学工程计算和大规模数据处理的并行巨型计算机的空白。

1997年6月19日，“银河－III”百亿次大规模并行巨型计算机又在国防科大诞生，其运算速度达到每秒130亿次。

2001年3月，由国防科大承担的“863”重大攻关课题———核心路由器研制成功。作为中国高速信息示范网的关键设备，核心路由器对国家高速信息网建设和信息安全具有十分重要的意义。这台定名为“银河—玉衡”的核心路由器，打破了我国高端路由器长期依赖进口的局面，实现了我国信息领域核心技术的跨越式发展。

我国第一台全内腔环形激光器、第一台两足步行机器人、第一辆磁悬浮列车及其中低速试验线……这一项项高科技成果的诞生，无不镌刻着科大人的赤诚与智慧，无不镌刻着科大人胸怀祖国、志在高峰的理想信念和在高科技领域敢于创新、敢于超越的精神。

目前，国防科大已形成了以装备科研为主线的军事科学与国防科技发展研究、基础研究、应用研究、工程型号研究协调发展的科研新格局，其整体科技实力已进入全国高校前列。

“我的梦就是北斗梦”

北斗系统与其他国家的卫星导航系统相比，存在两大特色服务：一是短报文通信服务，二是高精度服务。所谓的短报文通信服务指的是北斗系统能够支持用户在世界上任何一个没有连接移动网络的地方进行短信的发送，且短信的发送速度达到了每次一千个汉字。除此之外，短报文通信服务还支持语音和图像的传输，极大地提高了通信的方便性和丰富性。

中圆轨道（MEO）卫星报文通信接收机是北斗三号全球短报文通信功能星上处理的核心，在短报文通信系统中发挥着桥头堡的关键作用，而这一“独家秘籍”有着北京理工大学的科技基因。

从2013年开始，北京理工大学安建平教授团队便开始探索北斗全球短报文MEO星上处理关键技术。经过艰苦攻关，团队率先通过仿真试验和原理样机实测数据，给出了短报文星上处理机的性能、复杂度、功耗和抗干扰能力包络，相关结果为用户单位和工程总体提供了至关重要的参考依据，加快了北斗三号短报文通信服务的立项进程。

此外， 从2005年起，北京理工大学雷达技术研究所就一直在为北斗卫星导航系统默默付出。2010年，团队完成了我国首批北斗二代基带处理芯片的流片，实现了我国北斗二代军用终端系统“中国芯”的重大突破，打破了国外垄断；2012年，团队完成了我国第一部北斗二代手持基本型终端系统，实现批量装备；2013年，团队研发的北斗双模用户机，在芦山地震救灾中得以应用。

北京理工大学雷达技术研究所在北斗二号卫星工程总结大会中获得了“突出贡献集体奖”。这是对他们努力付出的嘉奖。

打造北斗二代军用终端系统“中国芯”

“北斗系统是什么，就是中国的GPS。” 北京理工大学雷达技术研究所副所长刘峰说，“在北斗大系统中，我国投入数百亿元建起卫星和地面站，若无法拥有自主知识产权的应用终端系统，不仅会丧失发展这一民族产业的机会，而且依赖于国外的卫星定位系统一旦崩溃，银行、通信等领域都将面临瘫痪，带来严重的安全问题。”

2005年，从北京理工大学博士毕业留校仅半年，刘峰便被他所在的雷达技术研究所委以重任——带领一个年轻的团队承担我国北斗二代导航一款军用设备的研制。30多人的队伍中，只有2名教師，其他人都是在读的硕士生和博士生。“压力巨大，基础薄弱，只能拼命了。”刘峰说。

这是充满了激情与奋斗的8年：晚上9点忙完其他工作后，刘峰又出现在北斗团队办公区的身影；夜里12点后，项目办公室仍然不熄的灯光；在被废弃、连厕所都没有的学校实验室里，团队成员决心完成封闭开发任务的坚毅表情……这些点滴，拼凑出刘峰和他的团队对这项事业的投入与热爱。

2010年，刘峰带领团队完成了我国首批北斗二代基带处理芯片的流片，实现了我国北斗二代军用终端系统“中国芯”的重大突破。2012年，刘峰带领团队完成了我国第一部北斗二代手持基本型终端系统，实现批量装备。

刘峰说：“作为一名科研工作者、一名国防科技类公司的带头人，我的梦就是北斗梦，希望每架飞机、每辆汽车、每部手机都可以用上北斗导航系统。”

历史发展

北京理工大学的前身是1940年诞生于延安的自然科学院，后历经晋察冀边区工业专门学校、华北大学工学院等办学时期，1949年定址北京并接收中法大学校本部和数理化3个系，1952年定名为北京工业学院，1988年更名为北京理工大学。学校是新中国成立以来国家历批次重点建设的高校，首批进入国家“211工程”和“985工程”，首批进入“世界一流大学”建设高校A类行列，现隶属于工业和信息化部。

在第四轮学科评估中，北京理工大学的兵器科学与技术被评为A+，机械工程、控制科学与工程被评为A，光学工程、材料科学与工程、信息与通信工程、计算机科学与技术、化学工程与技术、管理科学与工程被评为A-。

“两个第一”

北京理工大学的历史上有两个第一：中国共产党创办的第一所理工科大学，新中国第一所国防工业院校。

国防伴随着国家的产生而产生，关系着国家安全和民族尊严。作为“国防七子”之一，哪怕兵器、车辆、光电、机械是北京理工大学强项中的强项，北京理工大学依旧保持着低调踏实的一贯作风——全国爆炸领域唯一的国家重点实验室，隐藏在学校的一条小路上；新中国第一台电视发射接收装置、第一枚自行研制并成功发射的探空火箭“东方-1号”，静悄悄地躺在学校一个不知名的角落里；校道上遇到一位衣着寻常的老人，仔细一看，发现他是刚刚在电视上出现过的雷达“大牛”……

历史上的北京理工大学，还是现在很多著名大学的衍生地。例如，学校的采矿冶金系整编到了北京科技大学，有色金属学科整编到了中南大学，航空系整编到了北京航空航天大学，火炮、自动武器专业整编到了中北大学……

“我们的征途是星辰大海”

中国北斗卫星导航系统专家委员会委员、中国工程院院士、武汉大学教授刘经南，是先后服务三代北斗系统的“布星者”之一。他被称为“GPS应用在中国的开拓者”。

20世纪90年代初，当时的中国没有自己的卫星导航系统，测量定位都得靠别人的技术。时为副教授的刘经南在为我国科考做测量工作时，感触强烈，一心盼望着要用我国自己的技术测定祖国大地上的每一座岛屿、每一片土地。“1994年我参与了北斗一号最初的设计、研讨工作，当年北斗一号系统建设正式启动。”刘经南说。1995年，他主持的国家项目“GPS广域差分技术及其应用”研究取得了技术突破，他和团队陆续在北京、广州、武汉以及南海西沙岛礁等地开启国内最早的“GPS广域差分试验”，在1000千米～2000千米区域内，实时定位精度可达到3～5米。由此他向国家建议：基于北斗一号GEO地球轨道静止卫星的双向通信功能，建立中国自主的广域GPS差分增强试用系统，一方面部分地满足行业用户的需求，另一方面为北斗发展星基增强奠定技术基础。北斗专家组接受了这个建议，于是在北斗一号上实现了广域GPS差分功能。

“我们团队为北斗二号贡献了地基增強系统和高精度卫星定轨；在星间链路组网和定轨精度提升方案上，我们团队也为北斗三号提出了一些建议，同时坚持在扩容北斗双向通信功能的基础上实现全球搜救功能。”

北斗二号工程建设期间，在湖北省委省政府的资助下，刘经南牵头建立了国内首个省级区域的北斗地基增强示范系统，将区域定位精度提升至厘米。北斗二号总设计师孙家栋院士主持验收时，对实时定位的精准感到惊讶，亲自验证，此举也为北斗三号地基增强网的升级改造节省了时间。此外，刘经南团队还牵头解决了北斗二号卫星姿态转换期间（每半年约15天）不能服务的问题，更建立了亚太地区首个北斗/GNSS高精度国际分析中心，实现了我国北斗异构星座高精度数据处理关键技术的自主可控。

如今，刘经南团队承担的地基增强系统建设任务，正不断地让北斗提升“视力”。刘经南说，现在通信、电力系统的时间精度都是微秒级，北斗定位时精度在20至30纳秒，而通过地基增强和天基增强，可以实现时间精度为1个纳秒或者优于1个纳秒，实时位置能精准到1个厘米，特定领域事后精度可以做到1个毫米。

“我们的征途是星辰大海”并不是一句空话，在刘经南看来，未来一段时期，我国北斗发展的方向就是海洋和太空。他认为，伴随着北斗全球组网的完成，以5G为代表的多种新技术，正为“北斗+”开拓更广阔的天地：一方面，有望通过“信号接力”的方式，将北斗定位深入海底；另一方面，发展“弱信号接收”技术，我们有望在距离地面十几万千米的外太空利用北斗信号进行定位。

历史发展

武汉大学肇始于19世纪末的自强学堂，此后历经武昌高等师范学校、国立武昌大学、国立第二中山大学等时期。21世纪初，原武汉大学、武汉水利电力大学、武汉测绘科技大学、湖北医科大学强强联手，新的武汉大学应运而生。

在第四轮学科评估中，武汉大学共19个学科入选A档，其中马克思主义理论、地球物理学、测绘科学与技术、图书情报与档案管理被评为A+。在顶尖学科中，武汉大学有17个学科进入ESI全球排名前1%。

“世界测绘教育之都”

2006年，国务院颁布《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006 —2020年）》，并选择了16个重大战略产品、关键共性技术和重大工程作为国家科技重大专项。

在这16个国家科技重大专项中，武汉大学的专家在两个项目——“高分辨率对地观测系统”“第二代卫星导航定位系统”上发挥了重要作用，这在全国高校中绝无仅有。

武汉大学测绘学科还瞄准国家重大战略需求，开展系统性和先导性研究，突破了卫星测高、精确定位、精密定轨、测图自动化、高分辨率信息提取与地理信息应用服务等一系列技术难题，为实现我国高分辨率对地观测系统和第二代卫星导航定位系统从无到有、从有到好的飞跃做出了重要贡献。

北斗卫星导航系统是迄今为止我国航天史上规模最大、系统性最强、涉及面最广、技术最复杂和建设周期最长的航天基础工程。上至航空航天，下至工业、渔业、农业生产和日常生活，全球卫星导航定位技术无处不在。

在北斗系统的研发过程中，武汉大学测绘人功不可没。刘经南介绍，武汉大学主要负责卫星的精密定轨和卫星的数据处理。武大人精确定位了卫星每个瞬间的位置。

作为公认的“世界测绘教育之都”，武汉大学测绘学科在国际学界的地位日益提升，并不断发出自己的最强音。

武汉大学测绘学科以“时空基准—对地观测系统—遥感数据—空间信息—地学知识—网络服务转化”理论与方法为主线，开展基础研究与应用基础研究，在大地测量、工程测量、导航与位置服务、遥感信息处理、地图学、地理信息系统、3S集成与网络通信、海洋与极地测绘、色彩学等方向不断发展，提出了具有国际引领性的理论、模型、方法与前沿技术，建立了我国地理信息服务标准体系，解决了高分全球测图和卫星高精度定轨等难题，在一批方向上实现了从跟踪研究到引领发展的跨越，学科国际影响力显著增强。

与此同时，面对国家安全保障和重大自然灾害应急响应等重大问题，武汉大学测绘学科在我国西部困难地区测绘、中越边界雷区测绘、海岛礁无人区测绘、汶川玉树地震快速测绘、地理国情监测以及各种应急测绘保障和国防安全信息保障中屡建功勋，为我国向遥感测绘强国的转变做出了重要贡献。

山东大学

高精度成果取得创新性进展

在北斗一号、北斗二号建设阶段，山东大学就组织科研团队对核心关键技术进行了持续的研究。2012年以来，以微电子学院、空间科学与物理学院等平台为基础的团队，具备了面向北斗三号关键技术与应用研究的优势，现已形成微电子学院教授邢建平、王永，空间科学研究院、空间科学与物理学院研究员徐天河等学术骨干力量牵头的北斗空间信息技术研究团队。

“天上好用、地上用好”

“特别是到了北斗三号工程建设期间，山东大学主要围绕北斗全球组网‘天上好用、地上用好的服务宗旨积极工作。”山东大学在北斗方面的科研团队有五六十人，他们在10多年的科研中，围绕空间信息卫星精密轨道、大气或电离层的影响、建模等做了大量工作，也参与了国家北斗专项计划。

山东大学的“北斗GNSS/INS/DR敏捷精准测控微芯片系统技术与集成应用”“精准北斗新时空微系统关键技术、增强平台及应用”两项成果通过了以中国工程院院士刘经南为主任委员的评审。山东大学微电子学院教授邢建平作为技术负责人的“省域北斗三号高精度位置综合服务平台关键技术及应用”项目成果已在大地测量基准与高精度导航等方面得到成功应用，以国家北斗副总工程师、中科院院士杨元喜为组长的评审组，称该项目整体达到了国际先进水平。

此外，山东大学北斗空间信息技术研究团队基于核心技术研制了系列终端和软件，搭建了国内首个基于北斗卫星导航系统的陆海一体、空地协同的运营级位置综合服务平台，自主创新提高了我国全球导航卫星系统高性能应用研究能力与电信级网络安全服务能力，保障了国家安全与满足了行业需求。上述成果目前已在交通、海洋、港口、场面监视、机场、农机、无人机、船舶等方面，在军民融合等领域，实现了规模化应用。

历史发展

山东大学是中国近代高等教育的起源性大学，其主体是1901年创办的山东大学堂，也就是继京师大学堂之后中国创办的第二所国立大学，历史文化底蕴颇为厚重。伴随着历史的积淀，山东大学始终锐意进取，完善自身学科建设，除了“文史见长”的学术特色，还有一批批处于国内一流水平的专业涌现。

山东大学是中国目前学科门类最齐全的大学之一，在综合性大学中具有代表性。学校本科生和研究生层次教育涉及哲学、经济学、法学、教育学、文学、历史学、理学、工学、农学、医学、管理学、艺术学等12大学科门类。

系统性项目中的“红娘”

面对北斗这种有众多问题出现、有众多人参与的系统性项目，如何实现产教、科教融合，将技术转移成创新从而驱动创业呢？

山东大学北斗空间信息技术研究团队联合山东天星北斗信息科技有限公司、山东慕客空间信息技术有限公司、青岛杰瑞自动化科技有限公司等企业，以及山东省国土测绘院、中科院国家天文台、山东省无线电监测站等单位，组建了山东省工业技术研究院（山东大学）北斗新时空智慧产业发展协同创新中心，形成了“北斗+”創新和“+北斗”应用的新生业态及产业集群。高校、企业、单位形成合力，“抱团”攻坚，为实现基础研究到规模发展共同发力。

为了解决提升系统用户容量、实现动态并发的难题，山东大学克服了原来高校科研团队相对“单打独斗”的缺点，联合“政产学研金服用”领域的力量，形成联盟和生态，最终搭建起精准导航通信监视平台，克服了产业链上的若干难点。“最初信任的建立也经历过互相试探的过程，我们就像‘红娘，用自己的付出换来大家的信任，最终实现团队之间的真诚协作，并共同取得了一些成果。”邢建平说，他们的这些研究要把文章写在真正的实践应用里，写在祖国大地上，有时一个想法的实现可能要经历几个月甚至几年的时间。

除了高校科研团队的合作，山东大学们还积极走进行业、企业，实现数据、人才、技术的信息共享，“人才不必为我所有，而是为我所用”，这是项目团队之间合作的宗旨，也为创新成果的取得提供了支撑。

除了以上高校，这份荣耀的“成绩单”背后，还有许多高校贡献了自己的力量。

北京航空航天大学（简称“北航”）：北斗三号卫星总指挥迟军毕业于北航航空科学与工程学院结构强度专业。

哈尔滨工业大学（简称“哈工大”）：“北斗之父”孙家栋为哈工大校友。

南京航空航天大学（简称“南航”）：北斗三号卫星系统总设计师、南航校友陈忠贵，北斗三号卫星副总指挥、南航校友王东，还有一大批南航校友投身北斗卫星导航系统的研制当中。

西北工业大学（简称“西工大”）：扫描天线伺服驱动电机、通信导航一体化终端设计、干扰检测、定位与抑制系统等北斗科研关键技术出自西工大。

西安交通大学（简称“西交大”）：许多西交大的校友秉承西迁精神，参与了北斗论证、规划、建设、应用等各个方面，用他们的聪明才智和辛勤汗水，为中国北斗贡献了西交大的力量。

从北斗一号工程立项开始，几代北斗人接续奋斗、数十万建设者聚力托举，在强国复兴的伟大征程中，一次又一次刷新“中国速度”、展现“中国精度”、彰显“中国气度”。

（本文新闻来源：各高校官网官微、人民日报、新华社、中国教育报、新时报等）