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追求极致 专访北斗卫星导航系统工程副总设计师冉承其
发布时间:2020-07-31 08:24:11

中央纪委国家监委网站 叶源昊

近日,北斗卫星导航系统第55颗卫星已完成在轨测试、入网评估等工作,标志着北斗三号系统最后一颗组网卫星入网工作。系统全面建成开通后,将提供全球定位导航授时,以及星基增强、短报文通信、精密单点定位、国际搜救等多样化服务,这标志着我国由航天大国向航天强国迈出了坚实的一步。

为了这场“收官之战”,北斗人坚持自主创新,核心部组件全部国产化,仅卫星系统就实现了百余项技术突破。日前,中央纪委国家监委网站对中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统工程副总设计师冉承其进行了专访。

卫星导航应用仅受人类想象力的限制,没有做不到,只有想不到

记者:北斗导航在近期的疫情防控和防汛救灾中都发挥了哪些实际应用?

冉承其:在抗击疫情期间,有北斗高精度测量火线驰援武汉火神山、雷神山医院的建设,也有基于北斗的无人机、无人配送车纷纷应用到疫区,保障物资的配送。我们和交通运输部建设的交通运输车辆管理系统,基于北斗的全国道路货运车辆公共监督与服务平台,向660多万入网车辆持续推送疫情信息、防疫物资运输信息、道路运输服务信息等,疫情防控期间在运输救援上发挥了非常重要的作用,赢得了宝贵的时间。

在近期防汛救灾过程中,北斗系统既起到了对泥石流坡道的监测、提前预警的作用,又对水文、雨量进行了监测,成功预警了湖南石门山体滑坡,提前组织了人员疏散,没有造成人员伤亡。这套预警系统,就是用北斗的高精度终端建设的。另外,目前在10个省市已经推广使用北斗短报文救灾终端,在灾情报送、灾情救援、应急通信保障以及人员物资监控中发挥了重要的作用。可以说,灾情来的时候一定会有北斗的身影,北斗已经是无处不在。

记者:北斗三号全球卫星导航系统建成开通后,对于我们的工作、生活会产生怎样的影响?

冉承其:卫星导航领域有句名言:“卫星导航应用仅受人类想象力的限制,没有做不到,只有想不到。”

随着系统建成开通,在全球范围内,任意区域、任意时刻可见卫星达到了8颗以上,北斗系统的星座可用性就能达到100%,定位精度实测优于5米,服务性能得到了进一步的提升。在基本定位导航授时服务的基础上,能提供新的特色服务。比如高精度服务,北斗加上地面的查分增强系统,能够为北斗系统提供最高的精度、提升定位能力。在道路上,现在通常的导航系统能够达到5到10米的定位精度,但北斗可以使用的精度大概在亚米级,一般是0.5米左右。这种量级的提升,就像是从观看黑白电视到彩色电视,再到高清的感觉。

北斗系统在1994年开始启动建设,2000年建成,在美国和俄罗斯之后,中国是世界上第三个具有卫星导航系统的国家,首先解决了有无问题。

建设自己的卫星导航系统,对一个国家来讲非常重要,它能提供时间或空间信息,是时空基础设施中最重要的一部分。电力、通信系统要稳定运行,就需要卫星导航系统提供的精确时间,如果靠别的系统提供保障,就如同建设在空中楼阁之上。

有一个词特别能形容北斗精神,叫追求极致

记者:北斗“出道”的背后,有一支以80后、90后为主力的团队,您如何评价新一代北斗人?

冉承其:我在工作中接触很多年轻人,给我特别深的感触就是,他们非常富有朝气。北斗是一个特别需要创新的工程,要做到世界一流,需要在技术上、在方案上、在产品制造上,要做很多创新。创新来源于活力,而活力,就来源于这些充满热血的年轻人。

做航天、做北斗的技术人员,大部分都是名牌大学的硕士生、博士生。无论是从物质、精神层面,他们完全可以享受到更好的待遇,但做航天,需要年轻人做出奉献。航天有句话叫996、白加黑,经常天天都要加班,还需要服从安排去外地做实验。我们有个北斗的主任设计师,妻子刚刚怀孕,他就到了发射现场,等到他回家的时候,爱人已经生下孩子了。这些看似是电影里面的桥段,在北斗的团队里其实很多。

在这样一个高强度、高负荷运转,物质待遇又不是那么优厚的情况下,想要坚持下来,不仅需要他们练就的过硬本领、值得肯定的技术,还依靠他们的远大理想和坚定信念。

记者:北斗发射任务为什么会这么难?

冉承其:造导航的卫星其实是一个非常艰难的过程。北斗系统是几代北斗人、历经三十年接续奋斗探索实践建成的,可以说是我国航天史上最复杂的巨型航天系统。

北斗系统的时间基准都是以纳秒来计算。其中最重要的一个部件叫做原子钟,它是提供时间的基准信号,精度能够到十的负十五次方,甚至负十六次方。这样一个高精尖的时间精度,需要我们核心设备的保障。按当时国家的条件,没有特别好的原子钟能装在卫星上用,在寻求合作过程中碰到了很多困难,最后我们下定决心,坚定不移地靠自己把这个难关攻克了。

从建设之初到现在,北斗系统从卫星到火箭、到地面系统,所有的核心器件,完全是由中国自己的企业、自己的科学家设计制造出来的。可以说,我们实现了100%的自主可控。

记者:您觉得北斗团队的纪律体现在哪些方面?

冉承其:一个系统在两年半的时间里,完成了30颗卫星的18次发射,这在全世界航天史上是一个奇迹,从来没有过。这需要工程队伍精细的工作作风。

我讲个小故事,孙家栋院士是“两弹一星”的元勋,也是北斗卫星导航系统工程的总设计师。有一次在发射场,卫星发射过程中出现了点小问题,火箭和卫星已经竖在发射塔前,进入到发射的相关程序了,这位80多岁的老先生,不放心我们对出现问题的处理,一定要眼见为实。他亲自坐电梯到塔尖上,钻到整流罩下面去看卫星的实际状况。作为工程总师,卫星最后发射的时候具不具备条件,需要他拍板。从他身上能看到,老一代航天人的精神,也看到了航天的一种传统:不留任何隐患上天,不留任何触发故障的条件,一定要让发射的质量达到最好状态。

从每一个环节,每一个细节,每一个部件做起,这就是航天的高要求,它成为每个航天人、每个北斗人已经融到血液里的一种规矩和意识。

我们计划在2035年前完成下一个系统的建设

记者:在您看来,北斗系统代表着什么样的中国形象?

冉承其:北斗系统的星座设计经过缜密论证精心设计,每一颗卫星都有存在的意义和重要的功用,缺了任何一颗卫星都不是北斗系统。同时,北斗是一个大系统工程,一定要多颗卫星组网、按照设定的程序工作才能提供服务,没有哪种卫星更重要,缺一不可。

中国作为一个大国会越来越开放,也越来越自主,开放自主是北斗系统要坚持的原则和方针。北斗建成到今天,卫星导航正在呈现更加融合、更加寻求合作的一个国际态势。在联合国的组织架构内,专门有全球卫星导航系统国际委员会(ICG)来推动全世界卫星导航的合作。我国作为核心成员国,也是全球四大卫星导航系统核心提供商之一,特别愿意寻求更多的国际合作,把自己优质的技术产品推介到全世界。

记者:下一代北斗系统将会在哪些方面更进一步?

冉承其:首先会解决卫星导航本身的弱项。大家都知道卫星导航是无线电系统,无线电信号会有信号比较弱、容易受到干扰的情况,比如无线电信号在水下会碰到一定的困难。下一步就要解决这些困难,这需要我们把其他的导航技术融合进来,如新兴的量子导航,也叫全员导航,就是把地球空间能够找到的、可以用于卫星导航应用的资源都用上,综合使用、融合建设,提供一个安全可靠、性能更优、无处不在、无时不有的时空基础设施。我们计划在2035年前完成下一个系统的建设。

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