国内超过3000万手机用户,能免费用上北斗短报文功能。
身处深山大海荒漠,没有基站也能发求救消息。
但很多人不知道,这项功能背后,有颗卫星差点彻底报废。
这个北斗首星是怎么回事,怎么差点废了,今天来聊下这个事情。
2007年底,刚在轨没多久的北斗二号首星,运行到特定空域。
遭遇高强度复杂电磁干扰,星地通信链路彻底紊乱。
地面接收信号断断续续,操控指令成功率断崖式下滑。
天上那颗星信号发不出、指令听不清、地面控不住,等同于一块昂贵废铁。
比故障更致命的是时间。
下一颗卫星发射日期已锁定,距离发射仅剩三个月。
这三个月内搞不定,后续几十颗星组网全盘停滞,整个北斗二期直接夭折。
怎么讲呢,要搞懂这场危机,得先弄明白一个国际规则。
国际电信联盟有条规定,叫先用先得。
申报卫星频段后,必须在7年内完成发射、入轨、播发信号,地面能稳定接收。
7年,刚好够一个孩子从出生长到上小学。
2000年4月17日中国正式申报,死线就是2007年4月17日。
当时全球优质频段八成被美俄抢占,剩下的欧洲也在抢。
我们没有任何退路,只能极限提速。
2007年4月14日,北斗二号首星紧急升空。
4月17日当天,卫星紧急开通信号,压哨保住频段。
代价是整个研发发射组网时间表被压缩到极限,没有任何容错空间。
紧急研讨会上,摆在所有人面前两条路。
王飞雪后来回忆,当时团队面临两个抉择,一个是躲,一个是抗。
躲就是换频段,避开干扰。
抗就是升级星上设备,加装主动抗干扰模块。
绝大多数业内同行都倾向躲,换频段有先例,技术难度低,短期看起来稳妥。
但细算一笔账,这条路走不通。
一旦换频段,已升空的卫星、地面所有接收设备、整套测控系统全部要重建。
国家直接损失数十亿元。
而且今天躲一次,明天电磁环境变了还得躲,我们拼死抢来的频段只会被撵着跑。
王飞雪力排众议,坚决选硬抗。
他当场立下军令状,三个月内必定攻克抗干扰技术,只会提前绝不拖延。
这个底气不是凭空来的。
早在1995年,北斗一号研发卡在信号快速捕获难题上。
国内十几家单位、数十位专家攻坚十余年没突破。
彼时的王飞雪还在读博,主动带着两名同学请缨。
他们借了一间不足10平米的老旧仓库,比现在常见的主卧还小。
全部家当只有一台普通计算机,4万元启动经费。
4万元,差不多相当于当时普通工人好几年的工资。
整整三年,他们在那个小仓库里潜心攻坚。
终于在星地对接现场成功稳定捕获北斗信号。
这项突破直接拿下国家科技进步二等奖。
2006年,团队又拿出全新编码改造方案,终端功耗降一半,抗干扰性能翻倍。
信号抓取、杂波过滤、抗干扰算法,他们已经吃了十几年透。
但2007年这场硬仗,难度远超以往。
卫星已经在轨,重量、功耗、结构全部固定死。
星上留给抗干扰设备的空间极其有限。
业内专家打了个比方,把一头完整大象硬塞进尺寸固定的冰箱里。
没有硬件改造空间,只能死磕算法和微型硬件。
用最小资源开销,在杂乱电磁噪音里精准筛出北斗信号。
2007年冬天,长沙风雪不断。
国防科大的实验室成了整个北斗攻坚的核心战场。
团队所有人全天候鏖战,和三个月死磕。
困了用自来水冲脸提神,饿了啃方便面充饥。
吃住全在实验室,全程无休。
大年三十,举国守岁迎新春。
他们放弃团圆,守的是一颗卫星的命运。
极致的拼搏换来极致成果。
原本三个月的周期,团队仅仅用了70天,比一个学期还短,就圆满完成任务。
一款适配在轨卫星、超低功耗、超强性能的抗干扰载荷研制完成并搭载。
北斗卫星的复杂电磁干扰抑制能力,直接提升了三个数量级,也就是1000倍。
以前轻微干扰就能让信号中断,升级后即便高强度电磁环境,信号依然稳稳输出。
我觉得,这个1000倍的数据,比什么口号都有分量。
它不是定位精度的提升,而是卫星在嘈杂电磁环境里活下来的能力。
这场攻坚稳住了北斗二号首星,后续发射计划顺利推进。
2012年12月27日,北斗二号系统正式建成,面向亚太提供导航服务。
16颗卫星组网,平面定位精度从25米缩至10米。
从前的误差能覆盖一整栋居民楼,后来缩小到一个普通院落大小。
2020年6月23日,北斗三号最后一颗全球组网卫星在西昌升空。
2020年7月31日,北斗三号全球卫星导航系统正式全面开通。
从北斗一号到三号,中国北斗足足走了二十余年。
北斗系统总设计师孙家栋院士,评价王飞雪团队只有一句话。
你们就是李云龙式科研团队,敢于亮剑,一亮剑就必胜。
没有轰轰烈烈的宣传,没有万众瞩目的光环。
就是这样一群人,靠着拼劲和硬实力,守住了中国北斗的未来。
如今华为Mate50系列手机搭载了北斗短报文功能,是全球首款。
你懂吧,那70天啃着泡面熬出来的技术,现在就在你口袋里。
对此,你们有什么想法?