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一群年轻人的“问天征程”——记国防科技大学北斗青年创新团队

2019年05月04日 15:39 来源:网络整理 手机版

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一群年轻人的“问天征程”——记国防科技大学北斗青年创新团队

  在共和国北斗卫星导航系统成长的年轮上,镌刻着这样一群年轻人的“问天征程”——

  他们,在读博士期间攻克北斗导航核心关键技术。

  他们,从北斗一号卫星导航系统一路披荆斩棘走到北斗三号卫星导航系统。

  他们,从3个“毛头小子”发展成长为300人的“国家队”。

  他们,就是国防科技大学北斗青年创新团队。

  主动请缨 

  ——为了拥有自己的北斗 

  卫星导航技术作为一项利用全球卫星导航定位系统所提供的位置、速度及时间信息对各种目标进行定位、导航及监管的技术,是衡量一个国家综合国力和技术实力的一项重要标志,也是促进和推动经济社会发展的强大动力,对于提高国家经济军事实力、提升国家国际地位和影响力,具有重大意义。

  早在20世纪50年代末,美国就展开了全球卫星导航定位系统研究,70年代中期,便开始了GPS系统的地面试验。在1991年海湾战争中,GPS系统大显身手。1994年,美国全球卫星导航定位系统正式建成。俄罗斯全球卫星导航定位系统格洛纳斯于1993年开始独自建立,欧盟伽利略系统始研于2003年。

  我国卫星导航技术研究起步较早。1983年,一个名为“双星快速定位系统”的卫星导航与定位方案提出。然而,道路充满荆棘,北斗导航系统建设遇到了发展瓶颈——信号快速捕获问题,当时该关键核心技术历经10年攻关仍未获突破。1995年初春,正在攻读博士学位的国防科大王飞雪、欧钢、雍少为3位博士生,在北京出差时无意中知道此事。看到攸关国家安全的系统工程研制受阻,他们的心情非常沉重。当晚,他们彻夜未眠。必须另辟蹊径!他们认为可以从国内刚刚兴起的数字技术理论算法和实现角度找到解决办法。

  连续几个通宵,无数次的推导论证……3位年轻人提出一个全新的算法,经过国防科大教授庄钊文细心完善、仔细验证,这套“全数字化快速捕获信号与接收技术方案”,得到中科院院士陈芳允高度肯定。

  那一年,王飞雪、欧钢、雍少为还不到30岁,却勇敢地踏上北斗卫星导航探索的“问天征程”。他们从北京带回一台计算机,以及4万元的尝试科研经费,开始了艰难的攻关——没有实验室,就把一个不到10平方米的仓库简单收拾一下;没有仪器设备,就找别人借。关键时刻,他们的探索得到中国工程院院士、时任国防科技大学校长郭桂蓉的大力支持。

  3年后,当看到显示器上脉冲闪耀,信号捕捉成功的那一刻,20多位业内专家简直不敢相信自己的眼睛:10年时间、十几家单位、几十位知名专家未能解决的瓶颈技术,竟然在3年内、被3个名不见经传的毛头小伙子解决了。

  扫除了最关键的“拦路虎”,3位年轻人又连续突破信号精跟和解调关键技术,成功研制出全数字快捕和信号接收系统。

  终端小型化一直是卫星导航技术的难点。为了解决这一问题,国防科技大学北斗青年创新团队迎难而上,于2004年成功研制出我国第一款北斗用户手持机并批量生产。2008年,汶川地震发生后,通信一度中断,该机第一时间为救灾提供了信息通路,被全国人民亲切地称为“生命信使”。

  砥砺前行 

  ——为了建设更好的北斗 

  拥有自己的“千里眼”,令国人振奋。在北斗一号卫星导航系统组网当天,国防科大北斗青年创新团队在欢呼的同时,暗下决心:我们不但要有自己的北斗导航系统,而且必须建成世界最好的导航系统。

  为了实现这一诺言,实验室里、试验场上,留下了这些年轻人奋力奔跑的身影。

  2006年,在北斗二号卫星导航系统建设初期,国家准备对短报文(RDSS)系统体制进行升级。当时,北斗一号卫星导航系统已成功运行多年,系统稳定,多数人主张继续沿用原来的技术实现方式,只提升系统稳健性即可。但北斗青年创新团队敏锐地意识到,这是一次北斗一号卫星导航系统服务性能全面升级的绝佳机会,哪怕创新空间再小、创新难度再高,也要奋力一搏。

  那是一段令人难忘的时光。北斗攻关中心灯火通明,创新团队的年轻人夜以继日工作。大家记得王飞雪说得最多的一句话是:“时机稍纵即逝,如果我们不抓住这次机会,就要花费更多的时间去追赶。”

  在庄钊文教授指导下,经过3个月的日夜奋战,北斗团队大胆提出的最新编码理论改造应用方案,经过论证后应用到北斗二号卫星导航系统上,使所有的终端设备功耗降低一半,抗干扰性能提升200倍,各项参数达到理论最优值。北斗短消息服务系统效能由此大幅度跃升。

  2007年年底,在我国第二代导航卫星运行中发生的一幕至今令北斗团队难忘:当导航卫星经过某区域时,受复杂电磁环境干扰,卫星通信发生了阻断。怎么办?如不在3个月内解决问题,不但下一颗星不能按时发射,即将组网的十数颗卫星发射也将无限期推迟。

  数十位专家齐聚北京商讨对策,提出“躲”和“抗”两种解决方案。因为“躲”已有先例,而“抗”还是未知,多数国内同行倾向于“躲”。“不行!这一‘躲’国家就要遭受几亿元的损失!况且,这次躲过去了,下次再遇到怎么办?”王飞雪和他的创新团队坚决反对,他们立下军令状:“3个月内,我们一定拿出‘抗体’!”

  在那个冰雪肆虐的冬天,北斗青年创新团队玩儿命一般与时间赛跑。困了就用自来水冲下头,饿了就啃口方便面,吃住都在实验室,大年三十都没有回家。不到3个月,具有强大抗干扰能力的卫星载荷在他们手里横空出世。此后,他们又攻克“系统高精度测量”等难题,研制出世界领先的监测接收机、主控站测量与通信系统、RDSS业务信号收发系统、时间同步注入站等地面设备。目前,这些技术已成功移植到北斗系统,在多个领域发挥着关键作用。

  2015年3月30日,北斗三号首颗卫星在西昌卫星发射中心成功发射,标志着我国北斗系统由区域运行向全球拓展的启动实施。在这一重大工程中,国防科大北斗青年创新团队承担了30余项任务,突破20余项关键核心技术,实现全体制、全系统、全链路技术覆盖。在北斗众多科研团队中,他们是唯一同时承担北斗卫星导航系统核心体制、卫星载荷、地面运控、测试评估和装备应用任务的团队。

  不懈奋进 

  ——为了发射心中的北斗 

  高科技赛场的角逐,既是智慧的较量,也是精神的较量。

  国防科大北斗青年创新团队的每间办公室都有“三件宝”:折叠行军床、简易行李箱、特大喝水杯。折叠行军床是为了加班晚了在办公室休息,简易行李箱是为了能够迅速开始一场“说走就走”的出差,特大喝水杯是为了节省打水的时间。

  3年前,创新团队刚刚安装办公管理软件的第3天,曾出了一个“笑话”,电子显示屏上记录着“姓名:龚航,离开时间:7:32”,按照此记录,他是当天最早离开办公室的人。而熟悉情况的人都知道,作为时频系统主任设计师,龚航已经连续2天2宿没有合眼休息,吃住都在调试机房,直到第三天早上调试完毕,他才抽空出去吃个早餐。因为这个“笑话”,学校管理办对管理软件进行了完善。如今,走进国防科大北斗导航中心的大厅,滚动的电子屏上,你会看到——“陈雷:离开时间3:52,累计加班2268小时”“李井源:离开时间1:27,累计加班2023小时”。近3年来,北斗青年创新团队人员平均加班超过1000小时,如果按每天8小时工作时间,他们每年要多上120多天班。

  2018年我国完成了北斗三号基本系统建设。为此,北斗青年创新团队召开“攻坚战动员”大会凝心聚力,从实验室到试验场,大家团结奋进,按任务计划、按时间节点、按标准要求高质量完成了北斗三号组网赋予的任务。

  北斗三号地面运控系统三亚注入站项目主任设计师刘增军,里里外外亲力亲为,由于过度操劳,刚刚30出头的他,头发已发白。

  去年底留校工作的博士张可,是团队有名的“出差大户”“加班大王”“技术大拿”,他既当测试员又当保洁员,既当技术工又当搬运工,时而在地沟里穿行,时而在机房里布线,海魂衫上满是灰尘和泥土,被大家称为“穿海魂衫的全能冠军”。

  我国著名理论物理学家、激光陀螺领域专家、中国工程院院士高伯龙教授在20世纪70年代末曾说过:“我们无论缺什么,都不能缺了精神。”传承老一辈科学家的精神,北斗青年创新团队骄傲地说:“我们不但要建设最好的北斗,更要发射精神的北斗。”(记者 陈劲松 通讯员 吕超) 

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