2025年11月6日,中俄官宣北斗与格洛纳斯深度兼容合作,中国导航技术再获全球认可。

但鲜有人知,北斗曾因某国高强度电磁干扰濒临停滞,国际频率资源启用期限仅剩最后窗口期。

“中国的导航权,必须握在自己手里”,王飞雪带着这份信念临危受命。

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这场干扰为何隐蔽到难以破解?他为何放弃国际主流技术思路另辟蹊径?千倍性能跃升背后藏着怎样的技术逻辑?这一突破又如何改写全球导航格局?

频谱博弈

全球卫星导航的竞争,核心是太空频谱资源的争夺。

国际电信联盟(ITU)的频率分配规则,本质是对太空战略资源的划分。

卫星导航频率申报后需在规定期限内实际启用,否则自动失效,这一规则看似公平,却被部分国家用作遏制竞争对手的工具。

早在上世纪90年代,美国就通过提前布局,将全球最适合卫星导航的L频段核心资源收入囊中,形成GPS的天然优势。

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北斗立项时,全球优质导航频谱已被GPS和格洛纳斯初步分割,留给后发国家的选择本就有限。

某国选择在北斗二号关键测试阶段发动电磁干扰,精准掐住了频率生效的最后窗口期。

这种干扰并非简单的信号屏蔽,而是通过动态频谱伪装技术,模拟北斗信号的特征参数,让卫星的接收系统误判干扰信号为有效指令,属于“频谱欺骗”式的隐蔽封锁。

当时国际上普遍采用增强信号发射功率的硬对抗思路,试图以强信号压制干扰。

但这种方式存在致命缺陷:信号功率增强会导致卫星能耗剧增,缩短在轨寿命。

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更会让卫星位置暴露,增加被反卫星武器锁定的风险。更关键的是,在轨卫星无法进行硬件改造,增强功率的方案根本无法在短时间内落地。

欧洲伽利略系统就曾因陷入类似思维定势,抗干扰能力始终存在短板。

一次大规模干扰直接导致其24颗卫星集体失联,服务中断时长创下全球导航系统纪录,直接延缓了其在全球民用市场的布局进程。

频谱资源的不可再生性让局面更显严峻。

导航频谱的选择需要匹配卫星轨道、信号传播特性和地面接收设备,一旦错过申报或启用窗口期,再想寻找替代频段难如登天。

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一旦北斗因干扰无法按时启用频率,不仅数十亿研发投入面临打水漂。

中国也将永久失去建设独立导航系统的机会,未来在国防、交通、能源等关键领域都将受制于人。

彼时全球具备导航卫星自主研发能力的国家仅有三个,能抵御高强度电磁干扰的系统更是只有GPS一家。

中国面临的是无成熟经验可循、无技术方案参考的双重困局。

王飞雪团队早在此前的研发中,就已敏锐捕捉到频谱竞争的潜在风险。

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在北斗一号的研发过程中,他们没有局限于满足当时的导航需求,而是额外投入精力开展频谱分析与信号处理相关预研。

团队自主研发了小型化频谱监测设备,能精准捕捉复杂环境下的信号特征。

建立了包含多种潜在干扰模式的仿真库,提前推演可能遭遇的频谱攻击。

数字突围

在王飞雪看来,导航信号的核心价值在于其携带的时间与位置信息,而非信号本身的强度。

通过优化信号处理逻辑,完全有可能实现干扰的精准识别与过滤。

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传统导航卫星依赖模拟电路处理信号,这种技术路径的弊端十分明显。

模拟电路的性能受硬件元器件精度、温度变化等因素影响较大,抗干扰能力存在天然局限。

且在轨卫星无法进行硬件升级,一旦遭遇新型干扰,就会陷入被动。

王飞雪团队提出的全数字方案,核心是将信号接收、滤波、解码等全流程转化为数字处理。

通过软件算法的优化实现干扰识别与过滤,从根源上摆脱了对硬件性能的依赖。

团队首先要解决的,是干扰信号的特征提取问题。

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他们通过分析干扰信号的幅度、频率、相位变化规律,构建了包含数十种干扰类型的特征库,让系统能像“识人”一样分辨有效信号与干扰信号。

在此基础上,团队研发了自适应智能滤波算法,能根据实时接收的信号特征,动态调整滤波参数。

即便遇到从未见过的新型干扰,也能通过特征比对快速做出反应。

攻关过程中,团队面临无成熟技术参考、无先例可循的双重挑战。

干扰信号的多变性超出预期,某国不断调整干扰参数,试图突破团队的防御算法。

实验室成为攻坚战场,成员们轮班开展算法调试与验证,常常连续数十小时坚守岗位。

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为了模拟真实的太空电磁环境,团队搭建了大型仿真测试平台,还原卫星在轨接收信号的场景,在反复试错中打磨技术方案。

中国卫星导航系统管理办公室的权威验证表明,这套方案彻底解决了干扰识别难题,让卫星信号接收恢复稳定,抗干扰性能较此前实现质的飞跃。

王飞雪在北斗一号时期就已攻克全数字快捕精跟核心技术,相关成果获得国家级科技奖励。

当时他带领团队研发的全数字接收系统,将信号捕获时间从分钟级压缩至秒级,为北斗一号的成功组网奠定了基础。

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他发现,全数字快捕精跟技术中用到的信号特征提取、高速数字运算等核心能力,完全可以迁移到抗干扰领域,通过算法优化实现功能拓展。

团队还与航天科技集团、中国电子科技集团等单位开展协同攻关,确保技术方案的工程可行性。

针对在轨卫星的软件升级流程、数据传输带宽等限制,他们对算法进行了轻量化优化,在保证抗干扰性能的前提下,最大限度降低系统资源占用。

导航新局

抗干扰能力成为北斗的核心优势,让中国在太空电磁博弈中站稳脚跟,也让“中国的导航权握在自己手里”的信念有了坚实支撑。

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北斗后续发射的卫星均搭载了这套全数字抗干扰系统,结合独创的星间链路技术,形成了组网层面的协同抗干扰能力。

星间链路技术让北斗卫星之间可以实现数据互通、资源共享,当某一颗卫星遭遇干扰时,周边卫星能通过星间链路为其提供信号支援,形成“一星受扰、多星支援”的防御体系。

在复杂电磁环境下的实测中,北斗的信号接收稳定性表现突出,成为其区别于其他导航系统的核心竞争力。

国际社会对北斗的认可随之而来。中俄导航系统深度兼容合作的达成,正是基于北斗的技术实力与可靠性。

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两国不仅实现了导航信号的互操作,更在抗干扰技术领域开展联合研发,共同应对全球频谱博弈中的潜在风险。除了俄罗斯,越来越多国家选择接入北斗服务。

在巴基斯坦,北斗被用于边境监控系统,凭借抗干扰优势保障了复杂环境下的定位精度。

在泰国,北斗导航赋能农业精准种植,帮助农户提升作物产量。

在中东地区,北斗的抗干扰能力满足了当地特殊环境下的导航需求,市场份额持续扩大。

技术突破还推动了行业标准的变革。

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国际民航组织、国际海事组织等权威机构在制定多系统兼容协议时,北斗的抗干扰技术指标成为重要参考。

中国卫星导航定位协会的调研显示,北斗的信号稳定性与环境适应性已得到全球市场广泛认可,全球超过半数的中高端导航终端都已支持北斗信号接收。

不少国际导航设备厂商主动与中国企业合作,将北斗抗干扰技术融入其产品设计,进一步扩大了北斗技术的全球影响力。

北斗的技术突破还带动了上下游产业链的发展。

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全数字抗干扰技术的成熟,推动了国内数字信号处理器、高精度传感器等核心元器件的国产化进程。

一批专注于导航抗干扰技术的企业应运而生,形成了从核心芯片、终端设备到系统集成的完整产业链。

在国际频谱资源争夺中,北斗凭借抗干扰技术优势,成功巩固了已申报的频率资源,更在后续的频谱申报中占据主动。

国际电信联盟的相关会议上,中国提出的频谱使用方案因技术可行性高、抗干扰能力强,得到了多数国家的支持。

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北斗的成功实践,也为后发国家突破技术封锁提供了全新思路。

它证明了不盲目跟随国际主流技术路线,通过自主创新同样可以实现换道超车。

王飞雪团队的探索,不仅解决了北斗的燃眉之急,更构建了一套自主可控的导航抗干扰技术体系,为中国航天技术的自主发展积累了宝贵经验。这种以信念为支撑、以创新为核心的发展路径,正在成为中国科技领域突破封锁、实现跨越发展的重要范式。

信息来源:
从“天边”到“身边”!北斗产业呈现强劲增长趋势 为千行百业“定位”“导航”
2025-11-06 18:23·光明网

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