我們這樣創(chuàng)造“北斗奇跡”

張利娟

1994年，一首《好漢歌》紅遍了中國大江南北，“天上的星星參北斗”婦孺皆知。為什么要“參北斗”？因為“找不到北”時，抬頭看北斗七星就可以了。然而，并不是每次抬頭都能如此幸運。

幸運的卻是，那一年北斗一號已經(jīng)立項，我國衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)開啟了與世界衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)跟跑的征程。2012年底，歷經(jīng)磨煉的北斗二號系統(tǒng)建成并向亞太地區(qū)提供服務(wù)，具備了與世界并跑的能力，北斗三號則直接實現(xiàn)了并肩超越。北斗人用20年的努力走完了美國、俄羅斯40年的歷程，向世界證明了中國時間、中國方案和中國精度。

在北京一個陽光明媚的午后，《中國報道》記者采訪了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)總設(shè)計師楊長風(fēng)，聽他將北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的艱難發(fā)展歷程和成功背后的艱辛娓娓道來。

“我們需要自己的時空基準”

中國北斗誕生之初，世界上已有兩大全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)：美國GPS、俄羅斯格洛納斯。已經(jīng)有其他導(dǎo)航系統(tǒng)了，我們?yōu)槭裁催€要下大力氣建設(shè)北斗呢？

“需要！”楊長風(fēng)果斷地說，“我們需要自己的時空基準，用自己的衛(wèi)星系統(tǒng)來描述自己的時空位置，這樣在關(guān)鍵時刻才不會受制于人?！?/p>

楊長風(fēng)告訴《中國報道》記者，在北斗工程誕生之前，我國也曾在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域積極摸索。1970年，我國成功建造了第一顆衛(wèi)星“東方紅一號”，自此，中國航天事業(yè)開始起步發(fā)展。在衛(wèi)星導(dǎo)航方面，先后研究過“燈塔一號”等技術(shù)探索試驗系統(tǒng)，但均未建成正式系統(tǒng)。1983年，以陳芳允院士為代表的專家學(xué)者創(chuàng)造性地提出“用兩個衛(wèi)星定位一個目標”，雖然它的區(qū)域不是很大，但是能夠在中國區(qū)域內(nèi)解決，而且精度比較高，花錢也不太多。

“正是由于利用通信衛(wèi)星進行定位，這就使我們的導(dǎo)航系統(tǒng)有了獨特的短報文功能。”楊長風(fēng)回憶道。

據(jù)了解，為了驗證“雙星通信導(dǎo)航一體化”的設(shè)計，相關(guān)研究人員聯(lián)合了13家測控系統(tǒng)和通信系統(tǒng)單位，在全國幾個衛(wèi)星測控站之間往返試驗。1989年的一天夜里，正在做試驗的研究小組第一次憑借雙星快速定位通信系統(tǒng)實現(xiàn)了精度30米的定位，這個試驗結(jié)果遠遠高于當時的技術(shù)能力預(yù)期。大家一遍一遍互相問：“實現(xiàn)了嗎？”都不敢相信自己的眼睛。

“按照現(xiàn)在看來，這個30米的定位精度不高，但在當時的條件下是相當不錯的。最關(guān)鍵的是，這一核心技術(shù)取得突破后，才有立項的資格。隨后，科研人員馬上提出建設(shè)雙星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的立項申請?！睏铋L風(fēng)如是說。

終于，在1994年1月10日，國家批準北斗一號工程立項。

“立項之后，衛(wèi)星團隊全面展開研制工作，這期間的壓力很大。”楊長風(fēng)告訴《中國報道》記者，“一是核心技術(shù)比較欠缺；二是當時國家經(jīng)濟基礎(chǔ)比較薄弱，經(jīng)費非常有限。為了保證北斗一號系統(tǒng)工程的順利推進，主管機關(guān)想盡了各種辦法‘擠經(jīng)費，最終保住了這一工程?！?/p>

“北斗一號最值得一提的就是它解決了‘有無的問題?！睏铋L風(fēng)總結(jié)道，“1993年初，航天五院提出衛(wèi)星總體方案，初步確定了衛(wèi)星技術(shù)狀態(tài)和總體技術(shù)指標。經(jīng)過艱苦卓絕的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，終于在2000年底建成北斗一號系統(tǒng)，使我國成為繼美、俄之后第三個擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家。

“雙星定位系統(tǒng)建成后，北斗系統(tǒng)是與世界其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)一樣一步跨到全球組網(wǎng)，還是分階段走，又引發(fā)了爭議。”楊長風(fēng)說。最終，“先區(qū)域、后全球”的思路被確定，“三步走”的北斗之路由此鋪開?！叭蚪M網(wǎng)需要大量的時間和經(jīng)費，現(xiàn)在回過頭看，當時制定的‘三步走方案更符合中國國情，更為世界提供了一種中國方案?！?h3> 4小時期限下，成功拿到頻率資源合法權(quán)益

衛(wèi)星空間軌道位置和無線電的頻率是一種有限的自然資源。根據(jù)國際規(guī)則，如果不在國際電聯(lián)內(nèi)合法登記，或在登記后的7年里沒有使用該頻率，你的衛(wèi)星就無法合法地使用該頻率資源。

2000年，正在籌劃全球?qū)Ш较到y(tǒng)的中國和歐盟，在當年召開的世界無線電大會上向國際電聯(lián)提出了擴展衛(wèi)星導(dǎo)航頻率的呼吁。2000年4月18日，國際電聯(lián)批準了中國申報的全球?qū)Ш叫l(wèi)星的頻率和軌道，中國的北斗系統(tǒng)進入了國際電聯(lián)的頻率總表，正式取得合法地位，只等衛(wèi)星發(fā)射，成功啟用。

“一顆衛(wèi)星的研制周期一般是5年，而北斗二號立項的時間是2004年，這就意味著留給北斗二號的時間只有3年。時間緊、任務(wù)重、責(zé)任重大?！睏铋L風(fēng)感慨道，“但是沒有什么可以阻擋北斗人前進的步伐。立項后，北斗人爭分奪秒，自定‘白加黑‘5+2的干法，最終在2007年4月初，衛(wèi)星伴隨著運載火箭到了發(fā)射中心，本以為萬事俱備只欠發(fā)射了?！比欢?，讓楊長風(fēng)萬萬沒想到的是在發(fā)射陣地進行第3次總檢查的時候，衛(wèi)星應(yīng)答機出現(xiàn)了異常，信號不穩(wěn)定。

“這個應(yīng)答機相當于我們的手機，是天上和地下進行聯(lián)系的傳輸工具?！睏铋L風(fēng)解釋道，“當時可謂進退兩難，把問題徹底地解決，時間可能來不及；要不解決，衛(wèi)星上去后，可能拿不到信號。最終決定還是徹底解決問題，把應(yīng)答機從衛(wèi)星上拿下來處理。但拿下來又面臨著兩大難點，第一個難點是要在50米高的發(fā)射塔架上面給衛(wèi)星開腸破肚，萬一有一點閃失，就會造成整個任務(wù)的失??；第二個難點是取出應(yīng)答機后我們要歸零，要把出現(xiàn)的問題找出來。整個過程要進行大量的試驗，但研制應(yīng)答機的單位在上海，我們在西昌。當時歸零只給了3天時間，3天往返上海和西昌是不可能的。專家們研究后決定，找附近具有這種試驗?zāi)芰Φ膯挝?。通過協(xié)調(diào)，我們在成都找了一個研究所。”

講到此時，還能明顯感受到楊長風(fēng)的緊張和激動?！爱敃r我們負責(zé)歸零工作的同志，抱著應(yīng)答機沿盤山公路顛簸了5個多小時趕到成都。整整3天，通過各種各樣的試驗，最終把問題解決了。回來的路上，我們的同志像抱初生的嬰兒一樣一路把應(yīng)答機抱在手上，回到發(fā)射中心?！?p>