仰望星空 定位寰宇

宋 潔

如果你早上9點(diǎn)抵達(dá)辦公室，公司打卡系統(tǒng)卻顯示你遲到了，因?yàn)橄到y(tǒng)顯示現(xiàn)在已經(jīng)上午10點(diǎn)，而且你驚悚地發(fā)現(xiàn)所有人手機(jī)的時(shí)間都不統(tǒng)一，你會(huì)不會(huì)覺(jué)得恐懼？如果晚上11點(diǎn)你在機(jī)場(chǎng)叫了車，但又累又冷地等了1小時(shí)還沒(méi)車接單，最后你發(fā)現(xiàn)手機(jī)把你的定位改成荒山野嶺，你會(huì)不會(huì)頓時(shí)生氣，大呼手機(jī)“垃圾”？也許平時(shí)人們感覺(jué)不到時(shí)間和位置對(duì)他們的重要性，但是一旦出現(xiàn)故障，他們的生活會(huì)立馬失控。不過(guò)，不用擔(dān)心，在中國(guó)科學(xué)院國(guó)家授時(shí)中心的努力下，這種情況不會(huì)出現(xiàn)。不僅如此，在吳華兵及團(tuán)隊(duì)的努力下，他們還會(huì)在“北斗”和5G的助力下把位置和時(shí)間信息設(shè)置得更加精確，滿足國(guó)民用戶的定位和用時(shí)需求。

時(shí)空追蹤者

在一臺(tái)高科技智能化儀器前，吳華兵正聚精會(huì)神地盯著儀器和電腦數(shù)據(jù)思考，不斷游移的鼠標(biāo)，忙碌地記錄著各種重要參數(shù)。電腦之內(nèi)，一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)的時(shí)空模型在他指下被構(gòu)建。作為一名時(shí)空追蹤者，他能夠精確測(cè)量時(shí)間和位置。

在吳華兵看來(lái)，“幾點(diǎn)？在哪兒？站著別動(dòng)，我去接你?！边@種霸道又溫柔的描寫(xiě)，代表著用戶對(duì)高精度時(shí)間和位置的統(tǒng)一需求。作為中國(guó)科學(xué)院國(guó)家授時(shí)中心的科研人員，為人們提供高精度時(shí)間、空間服務(wù)是他工作的方向之一。目前，他主要從事衛(wèi)星導(dǎo)航和時(shí)間同步研究，屬于國(guó)家綜合PNT體系。

P N T，全稱“定位導(dǎo)航授時(shí)”，是描述時(shí)間和空間的關(guān)鍵技術(shù)。隨著時(shí)代和科技的發(fā)展，P N T對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防建設(shè)、基礎(chǔ)科研等方面意義重大。以國(guó)民經(jīng)濟(jì)為例，精準(zhǔn)的定位導(dǎo)航授時(shí)服務(wù)，為電力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、智能交通系統(tǒng)、應(yīng)急救援系統(tǒng)、野外考察、旅游業(yè)以及證券金融等，提供了極大的便利；以國(guó)防建設(shè)為例，統(tǒng)一的時(shí)空信息保證了進(jìn)攻性戰(zhàn)略武器的精確打擊；以科學(xué)研究為例，精確的時(shí)間和位置信息為物理常數(shù)及其變化的測(cè)量、地球自轉(zhuǎn)參數(shù)精密測(cè)量、射電天文研究等方面提供服務(wù)，為科學(xué)探索提供基礎(chǔ)保障。

作為綜合國(guó)力的戰(zhàn)略標(biāo)志，PNT技術(shù)已經(jīng)成為世界各國(guó)信息技術(shù)優(yōu)先發(fā)展的對(duì)象。目前，我國(guó)與美國(guó)、歐洲正處于齊頭并進(jìn)態(tài)勢(shì)。為顯著提升國(guó)家時(shí)空信息服務(wù)能力，滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)家安全需求，下一步，建成天地一體、覆蓋無(wú)縫、安全可信、高效便捷的國(guó)家綜合PNT體系，成為新時(shí)代發(fā)展的重中之重。

吳華兵從小就對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)生了濃厚的興趣。早在中學(xué)時(shí)期，電視上關(guān)于美國(guó)GPS的報(bào)道，讓他感到既新鮮又興奮。尤其是衛(wèi)星導(dǎo)航可以對(duì)全球進(jìn)行定位的知識(shí)，顛覆了他的認(rèn)知，也加深了他對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航的興趣。從那時(shí)起，衛(wèi)星導(dǎo)航的火苗就在他的心底悄然燃燒。大學(xué)期間，火苗越燒越旺，到了碩士階段，吳華兵決定聽(tīng)從內(nèi)心聲音，果斷轉(zhuǎn)入衛(wèi)星導(dǎo)航方向。隨后，他一路前行，在博士畢業(yè)后，又跟隨國(guó)家授時(shí)中心主任張首剛研究員從事博士后研究，以高精度時(shí)間同步作為工作的主要方向。在幾年的艱苦磨礪后，吳華兵選擇在國(guó)家授時(shí)中心留任。

“國(guó)家授時(shí)中心是我國(guó)唯一、專門(mén)、全面從事時(shí)間頻率基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的科研機(jī)構(gòu)，承擔(dān)著我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的產(chǎn)生、保持和發(fā)播任務(wù)，責(zé)任重大?！痹谑姑姓傧?，吳華兵選擇在科研平臺(tái)完善和科研隊(duì)伍優(yōu)秀的國(guó)家授時(shí)中心工作，擔(dān)負(fù)起比同齡人更神圣的職責(zé)。

浸潤(rùn)衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域多年，作為時(shí)間同步一線研究的排頭兵，踏實(shí)能干的吳華兵深受碩博導(dǎo)師和國(guó)家授時(shí)中心領(lǐng)導(dǎo)的信任。在學(xué)習(xí)期間，導(dǎo)師經(jīng)常將一些比較重要的科研任務(wù)交給他負(fù)責(zé)，讓他在困難重重的戰(zhàn)堡中歷練。吳華兵也不負(fù)眾望，不斷地自我突破，進(jìn)行創(chuàng)新，在一次次科研挑戰(zhàn)中，吳華兵不斷成長(zhǎng)，超越自我。堅(jiān)定的品性和不服輸?shù)母蓜艃海屗诠ぷ髦袓渎额^角。在多次的考察之后，國(guó)家授時(shí)中心領(lǐng)導(dǎo)正式授予吳華兵時(shí)間用戶系統(tǒng)研究室副主任職責(zé)，主要開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)和用戶終端設(shè)備研究，為國(guó)家提供準(zhǔn)確可靠的時(shí)間服務(wù)。

目前，時(shí)間用戶系統(tǒng)研究室在編人員有20余人，大部分具有博士學(xué)位，還有碩士生和博士生20余人。這為吳華兵科研工作的順利開(kāi)展提供了充足的馬力。在團(tuán)隊(duì)、項(xiàng)目、政策三駕馬車的帶動(dòng)下，研究室在時(shí)間同步研究上一路馳騁。

導(dǎo)航地面連接者

吳華兵所在的時(shí)間用戶系統(tǒng)研究室主要面向時(shí)間用戶需求，開(kāi)展用戶時(shí)頻系統(tǒng)、時(shí)間比對(duì)系統(tǒng)、定時(shí)終端、靶場(chǎng)時(shí)統(tǒng)的研究、研制以及標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試。近年來(lái)，研究室承擔(dān)了多項(xiàng)國(guó)家重大專項(xiàng)、重點(diǎn)課題的研究，為國(guó)內(nèi)用戶提供了性能先進(jìn)、質(zhì)量可靠的終端設(shè)備，研制的設(shè)備在科學(xué)研究、國(guó)防建設(shè)等方面做出了突出貢獻(xiàn)。

2 0 1 3 年，吳華兵負(fù)責(zé)重大專項(xiàng)“RNSS授時(shí)型接收機(jī)技術(shù)”研究，提出了基于二代衛(wèi)星導(dǎo)航的授時(shí)型接收機(jī)技術(shù)方案，并解決了新體制信號(hào)單向授時(shí)中電離層時(shí)延改正、接收機(jī)通道時(shí)延標(biāo)定、接收機(jī)時(shí)鐘建模等關(guān)鍵技術(shù)。2014年9月，原理樣機(jī)參加了北斗辦組織的第三方比測(cè)，獲得第一名。2015年9月至2016年12月，在“北斗”試驗(yàn)衛(wèi)星工程在軌試驗(yàn)中，工程樣機(jī)成功完成測(cè)試任務(wù)。

與英國(guó)Spirent技術(shù)人員交流GNSS模擬源問(wèn)題

此外，在由中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院、國(guó)家授時(shí)中心以及國(guó)家天文臺(tái)等單位共同承擔(dān)的衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)中，吳華兵作為主任設(shè)計(jì)師負(fù)責(zé)完成系統(tǒng)中三頻監(jiān)測(cè)接收機(jī)、C1/C n頻點(diǎn)監(jiān)測(cè)接收機(jī)、B1/B3頻點(diǎn)監(jiān)測(cè)接收機(jī)、C波段性能測(cè)試接收機(jī)、北斗增強(qiáng)接收機(jī)、差分基準(zhǔn)接收機(jī)、差分用戶接收機(jī)、C1單頻接收機(jī)、C1/C2雙頻接收機(jī)、C1/C n雙頻定位接收機(jī)、C n授時(shí)接收機(jī)11類58臺(tái)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的接收機(jī)研制。2017年，團(tuán)隊(duì)在西安、北京、三亞三地完成了系統(tǒng)測(cè)試，在衛(wèi)星信號(hào)弱、衛(wèi)星數(shù)目少、DOP值較大的環(huán)境下，定時(shí)精度優(yōu)于4納秒，接收機(jī)的定位、測(cè)速和定時(shí)指標(biāo)也達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。

但衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)也存在盲區(qū)?！靶l(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可服務(wù)于地面及近空用戶，但對(duì)于深空探測(cè)的動(dòng)態(tài)用戶，以及深海探索的水下用戶，如何保證他們獲得高精度的時(shí)間同步和位置信息，是未來(lái)待解決的兩大難題?！眳侨A兵說(shuō)。

目前，基于5 G 發(fā)展，吳華兵團(tuán)隊(duì)結(jié)合國(guó)家PNT發(fā)展需求，開(kāi)展“北斗+5G”研究，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航通信一體化。吳華兵認(rèn)為：“2020年，‘北斗三號(hào)’系統(tǒng)完成全球組網(wǎng)，同樣在2020年，我國(guó)的5G開(kāi)始大規(guī)模商用。這不僅是時(shí)間上的巧合，也是‘北斗’和5G之間的彼此需要。”未來(lái)，“北斗”和5G的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，勢(shì)必能在提升國(guó)家安全的同時(shí)，打造出智能安全的信息基礎(chǔ)設(shè)施。

科研信念傳承者

科研之路漫長(zhǎng)、枯燥且艱辛。對(duì)于一心撲在科研工作上的吳華兵來(lái)說(shuō)，“326”精神、“CAPS”精神是支撐他跨過(guò)難關(guān)的兩大信念。

吳華兵介紹說(shuō)，20世紀(jì)50年代，中國(guó)剛剛成立，百?gòu)U待興。當(dāng)時(shí)，毛主席說(shuō)：“中國(guó)必須有中國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，中國(guó)的時(shí)間不能掌握在外國(guó)人手里！”在時(shí)代要求下，1966年3月26日，周恩來(lái)總理親自主持召開(kāi)國(guó)務(wù)會(huì)議，把建設(shè)我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間授時(shí)臺(tái)的計(jì)劃正式確定下來(lái)，代號(hào)“326”工程。經(jīng)過(guò)艱辛發(fā)展，20世紀(jì)70年代末，老一輩科學(xué)家研發(fā)的B P M短波臺(tái)建成并投入使用，滿足了當(dāng)時(shí)國(guó)家重大國(guó)防任務(wù)急需。

現(xiàn)在，“淡泊名利，甘于清貧，無(wú)私奉獻(xiàn)，科技報(bào)國(guó)”的“326”精神，成為授時(shí)人的精神食糧，傳承至今。

到了2000年年初，挑戰(zhàn)再次來(lái)襲，但授時(shí)中心同樣不畏艱難，出色完成了國(guó)家項(xiàng)目。這種開(kāi)拓精神，在一代代授時(shí)人身上發(fā)揚(yáng)，傳承，直至深入骨髓。

現(xiàn)在，這兩種精神在吳華兵身上匯聚。作為新一代科研人，他肩上的責(zé)任更重，面對(duì)的挑戰(zhàn)更大。當(dāng)前，我國(guó)5G發(fā)展進(jìn)入商用的關(guān)鍵時(shí)期，“北斗”和5G兩項(xiàng)“大國(guó)重器”的融合，已經(jīng)成為業(yè)界熱點(diǎn)。如何將兩項(xiàng)技術(shù)深度融合，在“北斗+5G”賽道上搶先一步，成為時(shí)代賦予研究室的重大使命。雖然對(duì)手越來(lái)越多，競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越大，但吳華兵團(tuán)隊(duì)在傳承精神的鼓勵(lì)和歲月的打磨下，已經(jīng)做好了面對(duì)一切的準(zhǔn)備。