陳勁松 呂超
早在20世紀(jì)50年代末,美國(guó)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(yàn)。在1991年海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中,GPS系統(tǒng)大顯身手。1994年,美國(guó)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(dú)自建立,歐盟伽利略系統(tǒng)始研于2003年。
我國(guó)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(hào)快速捕獲問題,當(dāng)時(shí)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(guó)防科大王飛雪、歐鋼、雍少為三位博士生,在北京出差時(shí)無意中知道此事。看到攸關(guān)國(guó)家安全的系統(tǒng)工程研制受阻,他們的心情非常沉重。當(dāng)晚,他們徹夜未眠?!氨仨毩肀脔鑿剑 彼麄冋J(rèn)為可以從國(guó)內(nèi)剛剛興起的數(shù)字技術(shù)理論算法和實(shí)現(xiàn)角度找到解決辦法。
連續(xù)幾個(gè)通宵,無數(shù)次的推導(dǎo)論證……三名年輕人提出一個(gè)全新的算法,經(jīng)過國(guó)防科技大學(xué)教授莊釗文細(xì)心完善、仔細(xì)驗(yàn)證,這套“全數(shù)字化快速捕獲信號(hào)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(tái)計(jì)算機(jī)和4萬元的嘗試科研經(jīng)費(fèi),開始了艱難的攻關(guān)——沒有實(shí)驗(yàn)室,就把一個(gè)不到10平方米的倉庫簡(jiǎn)單收拾一下;沒有儀器設(shè)備,就找別人借。關(guān)鍵時(shí)刻,他們的探索得到中國(guó)工程院院士、時(shí)任國(guó)防科技大學(xué)校長(zhǎng)郭桂蓉的大力支持。
三年后,當(dāng)看到顯示器上脈沖閃耀,信號(hào)捕捉成功的那一刻,20多位業(yè)內(nèi)專家簡(jiǎn)直不敢相信自己的眼睛:10年時(shí)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(gè)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(hào)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(hào)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(diǎn)。為了解決這一問題,國(guó)防科技大學(xué)北斗青年創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)迎難而上,于2004年成功研制出我國(guó)第一款北斗用戶手持機(jī)并批量生產(chǎn)。2008年,汶川地震發(fā)生后,通信一度中斷,該機(jī)第一時(shí)間為救災(zāi)提供了信息通路,被全國(guó)人民親切地稱為“生命信使”。
擁有自己的“千里眼”,令國(guó)人振奮。在北斗一號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)組網(wǎng)當(dāng)天,國(guó)防科大北斗青年創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在歡呼的同時(shí),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(shí)現(xiàn)這一諾言,實(shí)驗(yàn)室里、試驗(yàn)場(chǎng)上,留下了這些年輕人奮力奔跑的身影。2006年,在北斗二號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)初期,國(guó)家準(zhǔn)備對(duì)短報(bào)文(RDSS)系統(tǒng)體制進(jìn)行升級(jí)。當(dāng)時(shí),北斗一號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已成功運(yùn)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(shí)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(tuán)隊(duì)敏銳地意識(shí)到,這是一次北斗一號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)服務(wù)性能全面升級(jí)的絕佳機(jī)會(huì),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(shí)光。北斗攻關(guān)中心燈火通明,創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)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(shí)機(jī)稍縱即逝,如果我們不抓住這次機(jī)會(huì),就要花費(fèi)更多的時(shí)間去追趕。”
在莊釗文教授指導(dǎo)下,經(jīng)過三個(gè)月的日夜奮戰(zhàn),北斗團(tuán)隊(duì)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(hào)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(xiàng)參數(shù)達(dá)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(guó)第二代導(dǎo)航衛(wèi)星運(yùn)行中發(fā)生的一幕至今令北斗團(tuán)隊(duì)難忘:當(dāng)導(dǎo)航衛(wèi)星經(jīng)過某區(qū)域時(shí),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(gè)月內(nèi)解決問題,不但下一顆星不能按時(shí)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(duì)策,提出“躲”和“抗”兩種解決方案。因?yàn)椤岸恪币延邢壤?,而“抗”還是未知,多數(shù)國(guó)內(nèi)同行傾向于“躲”?!安恍校∵@一‘躲國(guó)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(tuán)隊(duì)堅(jiān)決反對(duì),他們立下軍令狀:“三個(gè)月內(nèi),我們一定拿出‘抗體!”
在那個(gè)冰雪肆虐的冬天,北斗青年創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)玩兒命一般與時(shí)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(shí)驗(yàn)室,大年三十都沒有回家。不到三個(gè)月,具有強(qiáng)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(cè)量”等難題,研制出世界領(lǐng)先的監(jiān)測(cè)接收機(jī)、主控站測(cè)量與通信系統(tǒng)、RDSS業(yè)務(wù)信號(hào)收發(fā)系統(tǒng)、時(shí)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(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
2015年3月30日,北斗三號(hào)首顆衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射,標(biāo)志著我國(guó)北斗系統(tǒng)由區(qū)域運(yùn)行向全球拓展的啟動(dòng)實(shí)施。在這一重大工程中,國(guó)防科大北斗青年創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)承擔(dān)了30余項(xiàng)任務(wù),突破20余項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù),實(shí)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(tuán)隊(duì)中,他們是唯一同時(shí)承擔(dān)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)核心體制、衛(wèi)星載荷、地面運(yùn)控、測(cè)試評(píng)估和裝備應(yīng)用任務(wù)的團(tuán)隊(duì)。
高科技賽場(chǎng)的角逐,既是智慧的較量,也是精神的較量。
國(guó)防科大北斗青年創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的每間辦公室都有“三件寶”:折疊行軍床、簡(jiǎn)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(jiǎn)易行李箱是為了能夠迅速開始一場(chǎng)“說走就走”的出差,特大喝水杯是為了節(jié)省打水的時(shí)間。
三年前,創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)剛剛安裝辦公管理軟件的第三天,曾出了一個(gè)“笑話”,電子顯示屏上記錄著“姓名:龔航,離開時(shí)間:7:32”,按照此記錄,他是當(dāng)天最早離開辦公室的人。而熟悉情況的人都知道,作為時(shí)頻系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)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(jī)房,直到第三天早上調(diào)試完畢,他才抽空出去吃個(gè)早餐。因?yàn)檫@個(gè)“笑話”,學(xué)校管理辦對(duì)管理軟件進(jìn)行了完善。如今,走進(jìn)國(guó)防科大北斗導(dǎo)航中心的大廳,滾動(dòng)的電子屏上,你會(huì)看到——“陳雷:離開時(shí)間3∶52,累計(jì)加班2?268小時(shí)”“李井源:離開時(shí)間1∶27,累計(jì)加班2?023小時(shí)”。近三年來,北斗青年創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)人員平均加班超過1?000小時(shí),如果按每天8小時(shí)工作時(shí)間,他們每年要多上120多天班。
2018年我國(guó)完成了北斗三號(hào)基本系統(tǒng)建設(shè)。為此,北斗青年創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)召開“攻堅(jiān)戰(zhàn)動(dòng)員”大會(huì)凝心聚力,從實(shí)驗(yàn)室到試驗(yàn)場(chǎng),大家團(tuán)結(jié)奮進(jìn),按任務(wù)計(jì)劃、按時(shí)間節(jié)點(diǎn)、按標(biāo)準(zhǔn)要求高質(zhì)量完成了北斗三號(hào)組網(wǎng)賦予的任務(wù)。
北斗三號(hào)地面運(yùn)控系統(tǒng)三亞注入站項(xiàng)目主任設(shè)計(jì)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(tuán)隊(duì)有名的“出差大戶”“加班大王”“技術(shù)大拿”,他既當(dāng)測(cè)試員又當(dāng)保潔員,既當(dāng)技術(shù)工又當(dāng)搬運(yùn)工,時(shí)而在地溝里穿行,時(shí)而在機(jī)房里布線,海魂衫上滿是灰塵和泥土,被大家稱為“穿?;晟赖娜芄谲姟薄?/p>
我國(guó)著名理論物理學(xué)家、激光陀螺領(lǐng)域?qū)<?、中?guó)工程院院士高伯龍教授在20世紀(jì)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(tuán)隊(duì)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?!?p>