【面對面】中國北斗總設計師揭秘：研制經(jīng)歷 幕后故事

央視網(wǎng)消息（面對面）：天羅地網(wǎng)，中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)步入全球組網(wǎng)新時代。

　　楊長風：北斗應用是無時不在，無處不有，只要你敢想，它就可以應用。

　　責任擔當，北斗人攻堅克難挑戰(zhàn)一道道難關。

　　楊長風：他們說我們拿到信號了，我們勝利了，我們頻率資源合法的地位，已經(jīng)拿到了。

　　《面對面》，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)總設計師楊長風講述北斗幕后故事。　11月5日19時45分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭，成功發(fā)射兩顆北斗三號全球組網(wǎng)衛(wèi)星。這是北斗三號衛(wèi)星的首次發(fā)射，標志著中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)步入全球組網(wǎng)新時代。         

          記者：這次發(fā)射應該是相對順利的。

　　楊長風：這次發(fā)射的精度是非常高，這個精度我們打個比方，打靶的話十環(huán)是最高了，但是現(xiàn)在聽說實際里面，十環(huán)還要加什么的，我們這個得分就是十加，精度達到這么高。

我國是繼美國、俄羅斯之后世界上第三個擁有自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國家。衛(wèi)星導航系統(tǒng)是重要的空間信息基礎設施，我國從上世紀后期開始探索，并逐步形成北斗一、北斗二、北斗三三步走的發(fā)展戰(zhàn)略，逐步從服務國內(nèi)到亞太再到全球。然而在建設這個系統(tǒng)的過程中，卻困難重重。

　記者：當時國家給你們主要任務是什么？　楊長風：兩個目標，一個目標就是，要建設世界一流的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，第二個就是2020年,還要實現(xiàn)四千億的產(chǎn)值。

2005年，當時正在建設的北斗二號系統(tǒng)的“原子鐘”突遇問題。原子鐘就如同一塊“手表”，為衛(wèi)星導航用戶提供精確的時間信息服務。事實上，高精度的時間基準技術是衛(wèi)星導航系統(tǒng)最核心的技術，直接決定著系統(tǒng)導航定位精度，對整個工程成敗起著決定性作用，其重要性如同人的心臟。

　　楊長風：當時咱們研制初期，咱們技術能力有限,我們當時還是想通過引進，但是到后來，要真正開始引進之后，人家就不給你了。

　　記者：原因是什么呢?

　　楊長風：原因是因為這個高精的東西，他們對我們進行技術控制。

　　記者：原子鐘的重要性在哪？如果沒有，會怎樣？楊長風：沒有，這個系統(tǒng)基本上，是空中樓閣，它的時間沒有了，以說這個原子鐘，整個系統(tǒng)的一個核心的核心。　國外的技術封鎖，成為當時制約北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)工程建設的最大瓶頸。也正是這個事情的發(fā)生堅定了楊長風他們自力更生的信念。楊長風：這件事情以后,從我們國家也好，還是北斗戰(zhàn)線的全體人，得到了一個共識，核心關鍵技術,必須要自己把它突破，不能受制于人，當時有這樣一句話，我們的北斗人說了這樣一句話，六七十年代有原子彈，我們的北斗人一定要有，我們自己的原子鐘。

記者：當時對您而言，有沒有類似軍令狀這樣的壓力？

　　楊長風：實際上就是一種軍令狀。當時楊長風他們給自己制定了目標，研制誤差僅有10的-12次方的原子鐘，通俗的講就是這個原子鐘每十萬年只會出現(xiàn)一秒的誤差。但是要擺脫受制于人的被動局面，又談何容易？為此他們成立了三支隊伍同時開展研發(fā)，并在基礎理論、材料、工程等領域同步進行推進。

記者：坦率地講在當時研發(fā)階段,有沒有這樣一種擔心,在規(guī)定的時間內(nèi),完不成這樣的任務?

　　楊長風：我還真沒有像你說的怕建不成，我還對這個方面有信心。

　　記者：就是一直是很樂觀、自信。

　　楊長風：一直很樂觀，成為一種自信，覺得肯定能夠拿出來。就這樣，僅僅用了兩年的時間，楊長風他們就攻克了原子鐘這個最大技術屏障。不僅如此，現(xiàn)在用在北斗三號上的原子鐘，已提升到每300萬年才會出現(xiàn)1秒誤差的精度，完全滿足了我國的定位精度要求和衛(wèi)星的使用壽命。楊長風：這三支隊伍都能夠你追我趕，而且可喜的是最后這三支隊伍，干出來的東西都上天應用了，而且應用的效果，比國外引進的效果還好，實際上到后來，我們這支攻關隊伍長期不懈，我們的水平確實已經(jīng)是一種跨越，現(xiàn)在已經(jīng)到了10的負13次方，10的負14次方，10的負15次方。

記者：精度越來越高。

　　楊長風：越來越高了。這種能力就是逼出來的，最后你沒辦法了，逼到這個份上，我們科技人員就是靠著這種，叫作骨氣也好，叫作努力也好，最后把它拿下來了。2007年，是我國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設史上關鍵的一年，在突破了原子鐘這個屏障之后，新的難題又來了。導航衛(wèi)星發(fā)射上天的前提是要有合法的軌道位置和頻率資源，這是世界各國必爭的寶貴資源。2000年我國在國際電聯(lián)組織爭取到了軌道位置和頻率資源，但這不是永久的，必須要在7年的有效期內(nèi)發(fā)射衛(wèi)星成功收到信號，才算是真正占有這塊“太空國土”。而這個軌道位置和頻道資源是楊長風他們的北斗團隊背水一戰(zhàn)搶下來的。

楊長風：我一說起這個來，我是非常動情，當時在國際電聯(lián)，申請這個頻率的時候，國際電聯(lián)有這樣一個規(guī)則，你申請了頻率以后，你要是不使用的話，你的使用權就拿掉，我記得是2000年4月18號，為什么我要提這個日子，七年以后。

　　記者：就是2000年4月18號。　楊長風：到2007年4月18號，如果你沒有在這個頻段和這個位置上，衛(wèi)星在發(fā)射信號的時候，你要沒有這種信號，你就自動退出了，這個空間國土的位置了。按照原定的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設計劃部署，我國是在2007年年底發(fā)射首顆北斗導航衛(wèi)星，但是如果按照這個時間，我們好不容易申請的軌道位置和頻率就過期了。為了保留這個軌道位置和頻率，北斗團隊夜以繼日，終于趕在2007年4月初的時候，進入到了最后的發(fā)射階段。但是新的問題出現(xiàn)了。　楊長風：2007年4月份，我們搶回來這個時間，伴隨著運載上了發(fā)射塔架，上了這個發(fā)射塔架后，我們正在進行第三次，總檢查的時候，突然我們的衛(wèi)星應答機異常，這個應答機是個什么東西，相當于一個手機跟天上地下要進行互聯(lián)的，有了這個應答機才能知道，天上的信號和地下的信號才能夠聯(lián)通，當時發(fā)現(xiàn)這個問題以后怎么辦，當時進行決策，事實上它就上去，因為它是不穩(wěn)定，有時好有時不好，但是我們?yōu)榱舜_保我們拿到這個頻率資源，要有這個信號，我們還是決定要把這個應答機，取出來進行修復。由于這顆衛(wèi)星帶著占領頻率資源的“使命”，所以此時留給楊長風他們用來修復的時間只剩下了三天的時間。為了萬無一失，不帶任何一個微小的問題上天，他們經(jīng)過仔細研究后決定對衛(wèi)星“開膛破肚”，他們爬上塔架打開火箭、撥開衛(wèi)星，拿出有問題的應答機設備，從西昌趕到成都，從零開始，重新進行檢驗測試。

 楊長風：那個時候，我們只能用汽車運過去，顛簸四五個小時，都是懷里抱著的，然后到了那以后。

　　記者：為什么懷里抱著？

　　楊長風：就是一個箱子，抱著防止車的震動。

　　記者：就跟抱著自己孩子似的。

　　楊長風：孩子一樣的，這么保護著。

　　記者：我特別想知道的是，那三天您怎么度過的？因為這是最關鍵的一個環(huán)節(jié)。

　　楊長風：那三天說句實在話，心情是緊張、沉重、壓力也很大，72小時基本上沒合眼。

2007年4月14日4時11分，這顆肩負著重要使命的北斗衛(wèi)星起飛，于4月17日20時許傳回了信號。此時。距離國際電聯(lián)的“七年之限”只剩不到4個小時。

　　記者：您剛才這一講，我其實覺得風險蠻大的，如果說三天這個問題沒解決，意味著我們可能喪失了這個空間的國土了。

楊長風：對，所以當時我說了我們搶占這個頻率叫作背水一戰(zhàn)。當時我記得我們第一組衛(wèi)星信號發(fā)下來的時候，我們當時一個操場擺了一個桌子，擺了十幾個接收機，同時接到這樣一個信號的時候，當時整個操場的人都歡呼跳躍。

　　記者：您當時在現(xiàn)場嗎？

楊長風：我當時在現(xiàn)場，我當時高興激動得都流淚了，無意識地就熱淚盈眶了，這是一種壓力的釋放。

　　記者：您那時候最想和別人講什么？

　　楊長風：這個時候確實別的沒想，想到的就是我們終于拿到了，這樣一個信號，我給我們領導報告，我說我們這次拿到信號了，我們勝利了，我們頻率資源合法的地位，已經(jīng)拿到了，我們整個北斗系統(tǒng)持續(xù)發(fā)展的道路已經(jīng)開通了。

2011年7月27日，矗立在發(fā)射塔架上的第九顆北斗導航衛(wèi)星發(fā)射在即，卻烏云密布，天降雷雨。通常，遇到雷電天氣，大多數(shù)航天發(fā)射任務就會推遲。但是，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)不行！必須要“零窗口”發(fā)射。

　　記者：零窗口是什么概念？

　　楊長風：零窗口的意思就是，必須在規(guī)定窗口的，這個時間內(nèi)發(fā)射掉，就是只有這個時間，你要具備這種能力。

　　記者：就是提前錯后呢？楊長風：提前錯后的話，當然它有一個窗口前后錯20分鐘都可以，但錯20分鐘以后，對我們整個的運載工具，對我們衛(wèi)星姿態(tài)控制的調(diào)整，它就要浪費很多的燃料，當時預報的時候白天有雨，到了晚上發(fā)射的時候，沒有雨，晚上以后就是臨發(fā)射的時候，實際上雷電雨比白天還大。當時，氣象預報是決策的唯一依據(jù)。大家在等，也是在盼，40分鐘的發(fā)射窗口一點一點過去了，還是沒有一點好轉(zhuǎn)的跡象。就在發(fā)射窗口關閉前5分鐘，氣象預報雷電可能會有一個短暫的間歇。機會稍縱即逝，北斗團隊果斷決策，火箭帶著衛(wèi)星破云而出。

　記者：誰拍的板，決策？

　　楊長風：那是我們最高的指揮長，這個決策之后，覺得可以在這個時間段發(fā)射，有一個我們的空間通道上面，在這段時間沒有雷電，發(fā)射完以后，當時還真是比較巧，發(fā)射完以后可能只有幾十秒，結果又有一個雷擊。

　　記者：對發(fā)射會有影響嗎？

　　楊長風：已經(jīng)發(fā)射上去了，只要發(fā)射上去，因為發(fā)射上去只要一百多秒，我們當時說真幸運，如果當時沒發(fā)射的話，整個發(fā)射場，后果真不堪設想，雖然說是科學的決策，但是也有一種幸運在里面，你看地面一團漆黑。

　　記者：漆黑是因為什么，停電嗎？

　　楊長風：雷電擊了以后，把那個電器。

　　記者：指揮大廳？

　　楊長風：不是指揮大廳，發(fā)射現(xiàn)場，發(fā)射塔那邊漆黑了，所以說這些東西都是一種風險，也是一種擔當。　正是這種責任、擔當，北斗人一步一個腳印，實現(xiàn)了跨越式的發(fā)展。甚至開創(chuàng)了很多只有北斗衛(wèi)星才有的新技術。由于我國不可能像美國GPS那樣，在全球建立地面站，為解決境外衛(wèi)星的數(shù)據(jù)傳輸通道，北斗三號采取星間、星地傳輸功能一體化設計，實現(xiàn)了衛(wèi)星與衛(wèi)星、衛(wèi)星與地面站的鏈路互通，

　楊長風：這個星間鏈路相當于什么呢，就相當于星和星之間，要形成一種互通互聯(lián)。

　　記者：要建座橋似的。

　　楊長風：對。

　　記者：當它建成之后，對于整個導航系統(tǒng)會帶來什么樣的顛覆性變化？

　　楊長風：主要是它的精度可以提升，提升到兩倍左右，這個星間鏈路。　　在北斗人看來，建設北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，最終就是為了應用，必須要服務千家萬戶、造福子孫后代。事實上，北斗系統(tǒng)這些年已成功應用于我國的測繪、電信、水利、漁業(yè)、交通運輸、森林防火、減災救災和公共安全等很多領域。楊長風：比方說我們的交通，交通部使用了我們北斗系統(tǒng)以后，有一個全國的交通監(jiān)管系統(tǒng)，對咱們危險品的運輸車，和我們的旅游客車，或者長途客車實時監(jiān)控。這個監(jiān)控目前的規(guī)模，已經(jīng)達到480多萬輛。去年他們做了一個統(tǒng)計，事故率跟原來的同期相比，已經(jīng)減少了50%，再還有人員的傷亡率也降了50%。你比如說水利，我們進行大壩位置漂移的測量，原來沒采取這種手段的時候，精度不高，現(xiàn)在用了北斗衛(wèi)星導航以后，只要你有毫米級的誤差了，它都可以測出來，測完以后，如果大壩的漂移量大，它就可以預警，告訴這個地方的預警的范圍達到什么樣一個程度，人們就要被提醒。剛才我說的農(nóng)業(yè)方面，現(xiàn)在的精細農(nóng)業(yè)實際上就用我們的北斗，在整個的精耕細作方面，基本上就相當于無人駕駛，包括土地要耕多深，它都可以精確地給你測出來，然后你的行距要保證多大，它可以精確地給你測出來，而且你什么時候要進行灌溉，要灌多少水，它都可以精確地給你控制到。　據(jù)我國權威的部門統(tǒng)計，2016年北斗系統(tǒng)已實現(xiàn)產(chǎn)值2000億，這其中并不包括由此產(chǎn)生的社會效益和間接效益。以這次北斗三號的首次發(fā)射任務為起點，我國將迎來北斗三號衛(wèi)星高密度發(fā)射。到2018年年底，將有18顆北斗衛(wèi)星發(fā)射升空，到2020年，將完成30多顆北斗三號衛(wèi)星的全球組網(wǎng)。　記者：作為總設計師，您未來對于整個所從事北斗導航，這樣一個系統(tǒng)計劃，您個人還有更高的目標嗎？ 楊長風：未來實現(xiàn)我們國家的，綜合導航定位設施，一個服務體系，這是我們未來要爭取的一個目標，這個目標我估計，在2030年就會實現(xiàn)，這可能是我們北斗四代的發(fā)展目標，造福人類、服務全球，這就是我的一個最大的目標。

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