你天天用导航点外卖打车,很少有人知道,当年北斗差点刚起步就凉了。几十亿投入,好几年的心血,就卡在一个搞不定的麻烦上,连首颗试验星都随时变废铁,后面几十颗卫星根本不敢打。这时候一个36岁的年轻人站出来说三个月搞定,所有人都觉得他在吹牛。
2007年4月14日,西昌卫星发射中心,长征三号甲火箭把北斗二号的首颗试验星送上了天。这颗星拿的频率资源是国际电联给的,晚发射一天都可能被别人抢走,所以所有人都捏着一把汗。4月17日信号成功发出来,频率总算保住了,所有人都松了一口气。
没人想到,年底就出了大事。卫星突然遭到大功率电磁干扰,原本微弱的信号直接被淹没,跟地面站断断续续连不上线。首颗星搞不定抗干扰,后面根本不敢继续发射,真上天了也是废铁。几年的心血,几十亿的投入,一下子就悬在了半空。
这个干扰有多难搞,懂行的人都心里有数。这本来就是世界性难题,美国GPS攻克类似问题都花了好几年时间。北斗卫星信号传到地面,比手机信号弱几百万倍,干扰就好比你在人挤人的演唱会现场,有人拿大喇叭对着舞台喊,观众根本听不到歌手唱歌。
王飞雪就是这时候站出来的,当时他是国防科大导航中心的主任,才36岁。他撂下一句话,给我三个月,电磁干扰我包了。这话出来,业内质疑声一片,毕竟连顶尖大国都要好几年的活,一个三十出头的年轻人说三个月就搞定。
干扰其实分两种,一种是直接盖住信号的压制式,一种是发假信号骗接收机的欺骗式。核心要解决的问题,就是在一堆干扰里把真正的北斗信号揪出来。王飞雪的团队拿出来两套核心技术,思路巧得让人意外。
第一套是自适应调零天线,能自动识别干扰来自哪个方向,专门在这个方向形成信号零点把干扰滤掉。说白了就像你在嘈杂的火锅店,下意识把耳朵转向跟你说话的朋友,自动屏蔽了周围的噪音,逻辑差不多。
第二套是动态干扰对消,就是生成一个跟干扰完全反相的信号,直接把干扰抵消干净,原理跟你现在戴的主动降噪耳机一模一样。两套技术一结合,整个系统就只认真正的北斗信号,别的乱七八糟干扰全给挡在外头。
攻关的过程哪有那么轻松,整个方案前前后后推翻了三十多次,团队模拟了上千种不同的干扰场景,就怕漏了哪一种出问题。那年春节大家都在家团圆吃饺子,整个团队全泡在办公楼里,每天干十几个小时,办公桌旁直接支着行军床,连除夕夜办公楼的灯都没灭过。
原定三个月完成的任务,团队硬生生70天就拿出来成品,足足提前了21天。实测结果出来,所有人都傻眼了,北斗卫星的抗干扰性能直接提升了1000倍,完全符合要求。验收会上,孙家栋院士直接夸这个团队是李云龙式的攻坚队,实打实给北斗立了大功。
最大的障碍扫清了,后续的北斗卫星终于可以放心发射,不用怕上去就成废铁。从2007年到2020年,55颗北斗卫星陆续发射完成组网,北斗成功跻身全球四大导航系统。不少核心性能比如短报文、星间链路这些,精度和实用性甚至超过了GPS。
很多人不知道,如果当年这个坎没迈过去,北斗整个项目至少要推迟好几年,中国卫星导航的命运,就是被这70天的攻坚给改写了。这套解决干扰的技术,后来还用到了军事通信、雷达、电子战等多个领域,惠及了更多行业。
王飞雪其实1998年刚毕业就扎进了北斗项目,那时候国内不少人还觉得,反正有GPS可以用,犯得着自己费这么大劲从零开始搞吗?他那时候就认准一个理,国之重器,不能攥在别人手里。核心技术是花钱买不来的,只能靠我们自己干出来。
现在我们出门打车、点外卖,快递送货找地址,农民精准种田,灾区救援定位,甚至普通人飞个无人机,哪一样都离不开北斗。可这段惊心动魄的往事,绝大多数人从来都没听说过。
哪有什么随随便便的成功,国之重器的背后,都是一群不信邪的中国人,硬着头皮啃下一块又一块卡脖子的硬骨头。他们不是聚光灯下的流量明星,却实打实撑起了中国科技的脊梁。下次你用导航的时候,不妨想想这一群在实验室里啃饺子攻坚的年轻人。
参考资料:中华人民共和国国防部官网《“把北斗事业建设好,是我们存在的唯一理由”》,国防科技大学官网《建中国的北斗,走自己的路》,北斗卫星导航系统官网《杨长风总设计师:梦想无止境 北斗亦无止境》