陳勁松 呂超
早在20世紀50年代末,美國就展開了全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)研究;70年代中期,便開始了GPS系統(tǒng)的地面試驗。在1991年海灣戰(zhàn)爭中,GPS系統(tǒng)大顯身手。1994年,美國全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)正式建成。俄羅斯全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)格洛納斯于1993年開始獨自建立,歐盟伽利略系統(tǒng)始研于2003年。
我國衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)研究起步較早。1983年,“雙星快速定位系統(tǒng)”的衛(wèi)星導(dǎo)航與定位方案提出。然而,道路充滿荊棘,北斗導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)遇到了發(fā)展瓶頸——信號快速捕獲問題,當時該關(guān)鍵核心技術(shù)歷經(jīng)10年攻關(guān)仍未獲突破。
1995年初春,正在攻讀博士學(xué)位的國防科大王飛雪、歐鋼、雍少為三位博士生,在北京出差時無意中知道此事??吹截P(guān)國家安全的系統(tǒng)工程研制受阻,他們的心情非常沉重。當晚,他們徹夜未眠。“必須另辟蹊徑!”他們認為可以從國內(nèi)剛剛興起的數(shù)字技術(shù)理論算法和實現(xiàn)角度找到解決辦法。
連續(xù)幾個通宵,無數(shù)次的推導(dǎo)論證……三名年輕人提出一個全新的算法,經(jīng)過國防科技大學(xué)教授莊釗文細心完善、仔細驗證,這套“全數(shù)字化快速捕獲信號與接收技術(shù)方案”得到中科院院士陳芳允高度肯定。
那一年,王飛雪、歐鋼、雍少為還不到30歲,卻勇敢地踏上北斗衛(wèi)星導(dǎo)航探索的“問天征程”。他們從北京帶回一臺計算機和4萬元的嘗試科研經(jīng)費,開始了艱難的攻關(guān)——沒有實驗室,就把一個不到10平方米的倉庫簡單收拾一下;沒有儀器設(shè)備,就找別人借。關(guān)鍵時刻,他們的探索得到中國工程院院士、時任國防科技大學(xué)校長郭桂蓉的大力支持。
三年后,當看到顯示器上脈沖閃耀,信號捕捉成功的那一刻,20多位業(yè)內(nèi)專家簡直不敢相信自己的眼睛:10年時間、十幾家單位、幾十位知名專家未能解決的瓶頸技術(shù),竟然在三年內(nèi)、被三個名不見經(jīng)傳的毛頭小伙子解決了。
掃除了最關(guān)鍵的“攔路虎”,三位年輕人又連續(xù)突破信號精跟和解調(diào)關(guān)鍵技術(shù),成功研制出全數(shù)字快捕和信號接收系統(tǒng)。
終端小型化一直是衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的難點。為了解決這一問題,國防科技大學(xué)北斗青年創(chuàng)新團隊迎難而上,于2004年成功研制出我國第一款北斗用戶手持機并批量生產(chǎn)。2008年,汶川地震發(fā)生后,通信一度中斷,該機第一時間為救災(zāi)提供了信息通路,被全國人民親切地稱為“生命信使”。
擁有自己的“千里眼”,令國人振奮。在北斗一號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)組網(wǎng)當天,國防科大北斗青年創(chuàng)新團隊在歡呼的同時,暗下決心:我們不但要有自己的北斗導(dǎo)航系統(tǒng),而且必須建成世界最好的導(dǎo)航系統(tǒng)。
為了實現(xiàn)這一諾言,實驗室里、試驗場上,留下了這些年輕人奮力奔跑的身影。2006年,在北斗二號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)初期,國家準備對短報文(RDSS)系統(tǒng)體制進行升級。當時,北斗一號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已成功運行多年,系統(tǒng)穩(wěn)定,多數(shù)人主張繼續(xù)沿用原來的技術(shù)實現(xiàn)方式,只提升系統(tǒng)穩(wěn)健性即可。但北斗青年創(chuàng)新團隊敏銳地意識到,這是一次北斗一號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)服務(wù)性能全面升級的絕佳機會,哪怕創(chuàng)新空間再小、創(chuàng)新難度再高,也要奮力一搏。
那是一段令人難忘的時光。北斗攻關(guān)中心燈火通明,創(chuàng)新團隊的年輕人夜以繼日工作。大家記得王飛雪說得最多的一句話是:“時機稍縱即逝,如果我們不抓住這次機會,就要花費更多的時間去追趕?!?/p>
在莊釗文教授指導(dǎo)下,經(jīng)過三個月的日夜奮戰(zhàn),北斗團隊大膽提出的最新編碼理論改造應(yīng)用方案,經(jīng)過論證后應(yīng)用到北斗二號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)上,使所有的終端設(shè)備功耗降低一半,抗干擾性能提升200倍,各項參數(shù)達到理論最優(yōu)值。北斗短消息服務(wù)系統(tǒng)效能由此大幅度躍升。
2007年年底,在我國第二代導(dǎo)航衛(wèi)星運行中發(fā)生的一幕至今令北斗團隊難忘:當導(dǎo)航衛(wèi)星經(jīng)過某區(qū)域時,受復(fù)雜電磁環(huán)境干擾,衛(wèi)星通信發(fā)生了阻斷。怎么辦?如不在三個月內(nèi)解決問題,不但下一顆星不能按時發(fā)射,即將組網(wǎng)的數(shù)十顆衛(wèi)星發(fā)射也將無限期推遲。
數(shù)十位專家齊聚北京商討對策,提出“躲”和“抗”兩種解決方案。因為“躲”已有先例,而“抗”還是未知,多數(shù)國內(nèi)同行傾向于“躲”?!安恍校∵@一‘躲國家就要遭受幾億元的損失!況且,這次躲過去了,下次再遇到怎么辦?”王飛雪和他的創(chuàng)新團隊堅決反對,他們立下軍令狀:“三個月內(nèi),我們一定拿出‘抗體!”
在那個冰雪肆虐的冬天,北斗青年創(chuàng)新團隊玩兒命一般與時間賽跑。困了就用自來水沖下頭,餓了就啃口方便面,吃住都在實驗室,大年三十都沒有回家。不到三個月,具有強大抗干擾能力的衛(wèi)星載荷在他們手里橫空出世。
此后,他們又攻克“系統(tǒng)高精度測量”等難題,研制出世界領(lǐng)先的監(jiān)測接收機、主控站測量與通信系統(tǒng)、RDSS業(yè)務(wù)信號收發(fā)系統(tǒng)、時間同步注入站等地面設(shè)備。目前,這些技術(shù)已成功移植到北斗系統(tǒng),在多個領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
2015年3月30日,北斗三號首顆衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射,標志著我國北斗系統(tǒng)由區(qū)域運行向全球拓展的啟動實施。在這一重大工程中,國防科大北斗青年創(chuàng)新團隊承擔了30余項任務(wù),突破20余項關(guān)鍵核心技術(shù),實現(xiàn)全體制、全系統(tǒng)、全鏈路技術(shù)覆蓋。在北斗眾多科研團隊中,他們是唯一同時承擔北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)核心體制、衛(wèi)星載荷、地面運控、測試評估和裝備應(yīng)用任務(wù)的團隊。
高科技賽場的角逐,既是智慧的較量,也是精神的較量。
國防科大北斗青年創(chuàng)新團隊的每間辦公室都有“三件寶”:折疊行軍床、簡易行李箱、特大喝水杯。折疊行軍床是為了加班晚了在辦公室休息,簡易行李箱是為了能夠迅速開始一場“說走就走”的出差,特大喝水杯是為了節(jié)省打水的時間。
三年前,創(chuàng)新團隊剛剛安裝辦公管理軟件的第三天,曾出了一個“笑話”,電子顯示屏上記錄著“姓名:龔航,離開時間:7:32”,按照此記錄,他是當天最早離開辦公室的人。而熟悉情況的人都知道,作為時頻系統(tǒng)主任設(shè)計師,龔航已經(jīng)連續(xù)兩天兩宿沒有合眼休息,吃住都在調(diào)試機房,直到第三天早上調(diào)試完畢,他才抽空出去吃個早餐。因為這個“笑話”,學(xué)校管理辦對管理軟件進行了完善。如今,走進國防科大北斗導(dǎo)航中心的大廳,滾動的電子屏上,你會看到——“陳雷:離開時間3∶52,累計加班2?268小時”“李井源:離開時間1∶27,累計加班2?023小時”。近三年來,北斗青年創(chuàng)新團隊人員平均加班超過1?000小時,如果按每天8小時工作時間,他們每年要多上120多天班。
2018年我國完成了北斗三號基本系統(tǒng)建設(shè)。為此,北斗青年創(chuàng)新團隊召開“攻堅戰(zhàn)動員”大會凝心聚力,從實驗室到試驗場,大家團結(jié)奮進,按任務(wù)計劃、按時間節(jié)點、按標準要求高質(zhì)量完成了北斗三號組網(wǎng)賦予的任務(wù)。
北斗三號地面運控系統(tǒng)三亞注入站項目主任設(shè)計師劉增軍,里里外外親力親為,由于過度操勞,剛剛30歲出頭的他,頭發(fā)已發(fā)白。
2018年底留校工作的博士張可,是團隊有名的“出差大戶”“加班大王”“技術(shù)大拿”,他既當測試員又當保潔員,既當技術(shù)工又當搬運工,時而在地溝里穿行,時而在機房里布線,?;晟郎蠞M是灰塵和泥土,被大家稱為“穿?;晟赖娜芄谲姟?。
我國著名理論物理學(xué)家、激光陀螺領(lǐng)域?qū)<?、中國工程院院士高伯龍教授?0世紀70年代末曾說過:“我們無論缺什么,都不能缺了精神?!?/p>
傳承老一輩科學(xué)家的精神,北斗青年創(chuàng)新團隊驕傲地說:“我們不但要建設(shè)最好的北斗,更要發(fā)射精神的北斗。”