锻造北斗导航的“神经系统” ——记国防科技大学北斗团队

国防科技大学北斗团队成员正在讨论技术方案。  黄思锦摄

在日前于湖南株洲举行的第四届北斗规模应用国际峰会上，由国防科技大学北斗团队（以下简称“北斗团队”）研发的新一代北斗民用短报文产品成为与会代表关注的焦点。在北斗团队的努力下，北斗卫星无线电测定业务（RDSS）短报文技术不断发展，相关产品从最初大体积、高功耗的“大块头”，进化为可以被植入手机的“小不点”。

　　过去30年，为锻造北斗导航的“神经系统”——信号收发与测控载荷，这支团队突破了星载抗干扰等核心技术，从3人小组发展为300人的大团队，参与北斗一号、二号、三号系统建设的全过程。

　　敢为人先，攻克关键核心技术

　　1994年1月，北斗一号工程正式启动。不久后，国防科技大学电子科学学院应邀组织科研人员前往北京调研参观北斗一号工程实施情况。不过，直到参观结束，讲解员也没有讲到北斗一号工程的关键核心技术——快捕精跟。

　　欧钢、雍少为等3名国防科技大学电子科学学院在读博士生忍不住将讲解员拉到一边问道：“快捕精跟技术，你们是怎么突破的？”讲解员直摇头，表示“没听说”。这3个人的眼睛却亮了。“这个制约北斗工程的难题，我们一定要拿下！”他们说。

　　快捕精跟，即要求在极短时间内精准捕获并稳定跟踪卫星信号的技术，是北斗实现导航定位的基础。“这项技术如果不能被突破，即便卫星成功上天，也无法提供有效服务，只能在天上空转，徒耗资源。”欧钢说。

　　回到学校，3人立即向时任国防科技大学电子科学学院院长庄钊文汇报。这个难题关系重大，庄钊文陷入沉思：成功了，是为国建功；失败了，对单位和个人都将造成难以估量的影响。不过，看着眼前3位年轻人眼中燃烧的斗志与决心，他毅然拍板：“干！”学院当即拿出大部分“家当”作为支持，以这3名在读博士生为骨干，正式组建北斗团队。

　　当时，美国GPS系统已经向全球提供服务，俄罗斯格洛纳斯导航系统也已经基本建成，而我国的卫星导航事业刚刚起步。资料匮乏、设备稀缺、经验空白，3个年轻人在未知的领域摸索前行。

　　为了让他们放开手脚大胆干，庄钊文说：“大家不要有心理负担，干成了算大家的，失败了我顶着。”

　　1998年，这3个年轻人带领团队研制出北斗一号全数字快捕与信号接收系统。相关设备由十几个大机柜组成。它们从长沙运往北京，安装在北斗卫星导航系统的主控站，成为核心地面设备。其性能远超合同要求，几乎突破理论极限。相关成果先后获省部级科技进步奖一等奖、国家科技进步奖二等奖。

　　临危受命，重要时刻勇于亮剑

　　2007年4月，北斗二号首颗试验卫星遭遇复杂强电磁干扰。如果3个月内无法解决，数十颗后续卫星的发射将被无限期推迟。经过计算，专家们认为要抵抗强电磁干扰，同时确保后续卫星发射不受影响，必须在3个月内把卫星抗干扰能力提高5倍以上。

　　卫星体积有限，因此新增的抗干扰设备必须体积小、功耗低、性能极强。

　　危急关头，北斗工程相关领导不约而同想到了北斗团队。

　　面对国家重任，北斗团队没有丝毫退缩，毅然立下军令状：“请给我们3个月。如果完成不了任务，我们愿意接受一切处分！”

　　一场与时间赛跑的攻坚战就此打响。实验室成了他们的家，演算纸堆积如山。北斗团队每位成员的办公桌旁，都放着行军床和随时准备“出征”的行李箱。

　　那一年的除夕夜，北斗团队的办公楼灯火通明。整个春节假期，他们每天工作十几个小时。

　　最终，他们不仅把交付时间提前了21天，而且将产品抗干扰能力提升了1000倍，远超预期目标。

　　成果验收会上，时任北斗工程总设计师孙家栋评价道：“你们临危受命，关键时刻敢于亮剑，又打了一场漂亮的攻坚战。”

　　北斗三号全球组网的冲锋号吹响后，北斗团队迎来更艰巨的挑战——支撑构建覆盖全球、服务全人类的高精度卫星导航系统。他们再次迎难而上，在混合星座等关键技术上持续突破。

　　2020年，北斗三号全球系统全面建成。作为国内唯一为全部30颗北斗三号组网卫星提供信号收发业务载荷的团队，他们突破了以全光时频传递为代表的多项关键技术，将时频准确度提高一个量级；研制的高精度测量型接收机突破了复杂电磁环境下的高精度测量技术瓶颈，全面提升了导航信号监测精度与抗干扰能力。

　　青春接力，薪火相传谱写新篇

　　“青年科研人才的创新活力需要被激发，更需要被呵护。”这是北斗团队每一位“老北斗”的共识。他们是这样说的，也是这样做的。

　　北斗团队成员、国防科技大学教员王文豪，是众人眼中不折不扣的“天才”。他年少时便因数学天赋被保送至中国科学技术大学少年班，读研时解决了有限生成亚阿贝尔群的德恩函数上界问题，之后进入知名数学研究所担任研究员。

　　然而，这位在理论数学世界游刃有余的年轻人，在加入北斗团队后一度陷入困境。“研究环境变了，研究方向也面临重大调整，我几乎要从零开始。”王文豪回忆道。

　　北斗团队主要负责人敏锐地察觉到他的“水土不服”。于是，从生活琐事的关照，到科研工作的引导，全方位的支持悄然展开。“大到一个项目书的组织逻辑，小到文档的字体、行间距，大家都会在细节上帮助我。”王文豪回忆道，“大家的悉心帮助，让我慢慢找到了科研方向，重新建立了信心。”

　　除此之外，北斗团队鼓励青年人在关键技术前沿大胆探索，将奇思妙想转化为攻坚克难的现实方案。

　　北斗团队成员、国防科技大学讲师马明正是这一理念的受益者。在参与北斗三号主控站时频统一系统的研发时，他聚焦“时频精度与传递稳定性”这一核心难题，对传统时频同步算法进行深入思考，提出基于国产原子钟的全新信号处理架构。这一想法虽在理论上能大幅提升时频准确度，但实现路径充满不确定性，甚至被认为过于冒险。在他犹豫是否该坚持时，北斗团队负责人主动找到他说：“既然认准了方向，就要有勇气走下去。工程创新不能怕失败，我们为你护航。”随后，北斗团队不仅为他调配了计算资源和实验设备，而且安排资深工程师与他共同论证。最终，由他主要参与研发的全光时频传递技术，相位一致性相比北斗二号提升了5倍。

　　正是在这片鼓励创新的沃土上，一代代青年技术骨干茁壮成长。30年薪火相传，他们中有人成为重大项目负责人，有人担任研究室带头人，有人在国际学术舞台独当一面……

　　如今，北斗团队的目光已投向更远的未来——下一代导航体系、更高精度的时空服务，他们将持续为全球时空信息服务贡献力量。

 编辑：陈平丽 责任编辑：刘亮