原题:国防科大王飞雪:投身“北斗”20年攻克一系列关键技术
中新网长沙6月23日电
张喆 曹务绅
北斗卫星导航系统工程立项21年,王飞雪投身其中20年,和团队一起攻克了一系列攸关北斗系统成败的核心关键技术。如今,他领导的国防科技大学卫星导航定位技术中心,也从当年的3个人发展到了300多人。
“从最初投身北斗实现个人的想法,到现在带领一个团队做共同的事业,这是与国家的发展强大分不开的,也是我人生最大的快乐。”王飞雪说。
放弃北大选择从军
1971年1月,王飞雪出生在福建西部山区长汀县城一个知识分子家庭。高中毕业那年,因为成绩优异,他被推荐到北京大学,只要高考成绩超过一本线就可以被录取。这时,4年前从电视屏幕上看到的国庆阅兵那一幕,又清晰地浮现在眼前。科技方队的“银河”彩车,解说词中的“银河-Ⅰ”、“中国首台亿次巨型机”等关键词在他心中留下深深的烙印。这些,都与国防科技大学有关。
面对老师和家人的好言相劝,王飞雪选择了国防科大。4年后,以全院排名第一的成绩完成了本科学业,并决定继续读研深造。在选择专业方向时,他考察了解了众多与军事相关的领域,最后确定了当时国家最急需也最薄弱的精确制导方向。
1994年,北斗卫星导航系统研制全面启动。第二年,该系统建设遇到一个瓶颈问题——信号快速捕获。
从海湾战争就已高度关注国际定位导航技术发展的王飞雪,在一次调研中知道了此事。正在读博士学位的他和隔壁宿舍的欧钢常常聚在一起讨论,相信可以找到一种新的方法,解决这个难题。
连续熬了几个通宵,反反复复推理论证,王飞雪提出了一个新的算法。当他红着眼睛把方案摆到时任系主任庄钊文的案头时,庄教授眼睛一亮,和他们一起对方案进行完善,对结果进行验证。
这套“全数字化快速捕获信号与接收技术方案”,得到了中国卫星测量控制技术奠基人、中科院陈芳允院士的高度关注,并专门组织专家召开评审会,进行论证。
那一年,王飞雪24岁。他和同学雍少为、欧钢从北京抱回一台当时比较先进的台式计算机,以及4万元的尝试经费,开始了艰难的攻关历程。没有实验室,就把一个不到10平米的仓库简单收拾一下当作实验室;没有仪器设备,就东挪西凑找别人借。
3年后,当显示器上脉冲闪耀,信号捕捉成功的一刻,业内20多位专家简直不敢相信自己的眼睛:10年时间、十几家单位、几十位知名专家都未能解决的瓶颈技术,竟然在3年内、被3个名不见经传的毛头小伙子解决了!
把攻关现场当战场
投身北斗事业20年,王飞雪以对工作的痴迷,对技术的钻研,以及超长的时间和精力的付出,和团队攻克一个又一个技术难关。
2006年,国家准备对北斗一号导航系统体制进行升级。当时,北斗一号已成功运行多年,系统运行稳定正常,大家一致主张,继续沿用原来的技术指标和基本参数,只需适当增强入站链路抗干扰能力、提升系统在某些特殊场合的稳健性即可。
王飞雪以一个科学家的前瞻眼光,敏锐地意识到,这是一次北斗一号服务性能全面升级的绝佳机会。
3个月的挑灯夜战,几十人的彻夜不眠,王飞雪和团队大胆提出了一套最新的编码理论改造应用方案。经过论证后应用到北斗二号上,带动了整个北斗短消息服务系统效能的跃升:所有的终端设备功耗降低一半,抗干扰性能提升一倍,各项参数达到最优值!
作为一名军队科技工,王飞雪始终把攻关现场当战场,把实验室当作战室。
2007年4月,北斗二号第一颗卫星进入亚洲某一区域时,受复杂电磁环境干扰,卫星通信发生了阻断。如果这一难题在3个月内不能解决,不但下一颗星不能发射,即将组网的十数颗卫星发射将无限期推迟。
情况十分危急!数十位专家齐聚北京商讨对策。多数国内同行倾向于技术难度小的“躲”,因为“躲”已有先例,但这样一来,国家就要蒙受数十亿资金损失,且电磁环境一旦再有变化,卫星还要“躲”个没完;如果选择“抗”,耗费资金少,但技术难度极大、风险高。
临危之际,王飞雪再次请战。“3个月内,我们一定拿出‘抗体’!”凭借着顽强的意志与惊人的战斗力,不到3个月,他和团队拿出了具有强大抗干扰能力的卫星载荷,成功避免了危情的发生。
把北斗当作永远的目标
随着北斗事业的发展,王飞雪承担的项目越来越多,任务越来越重,攻克的难关越来越多,取得的成果越来越显著。
2009年,由欧洲航空航天局专家领衔的代表团飞抵北京,代表欧盟的伽利略卫星导航系统要求与北斗系统展开争议已久的频率谈判。
这是一次电磁频谱的争夺。中国参加谈判的单位,与之开始了一场艰苦卓绝的漫长谈判。王飞雪带领导航中心研究小组从技术支撑到国际通行规则等各个方面不停地修炼。
就在前不久,从捷克布拉格传来消息:欧盟代表团接受了中国提出的频率共用理念,同意在国际电联框架下完成卫星导航频率协调,中欧卫星导航系统长达八年之久的拉锯战握手言和。
凭着这种精神,王飞雪和团队先后研制出世界领先的监测接收机、精密测距码模块及注入系统、主控站测量及通信系统、RDSS业务信号收发分系统、时间同步注入站、星载上行测距终端等地面设备。
2012年底,升级后的北斗卫星导航系统正式面向亚太地区开通服务时,党中央、国务院、中央军委联合发来贺电,表彰学校自主创新,团结协作,攻坚克难,追求卓越。
今年3月30日,北斗卫星导航全球系统首颗实验组网卫星在西昌卫星发射中心成功发射,标志着中国北斗系统由区域运行向全球拓展的启动实施。在这项任务中,王飞雪和团队承担了30余项任务,是国家唯一同时承担北斗卫星导航系统核心体制、卫星载荷、地面运控、测试评估和装备应用任务的团队。
不久前,在莫斯科举行的第九届国际导航论坛上,俄罗斯导航产业界的领袖们在探讨全球四大导航系统发展水平时,一致把中国北斗排在俄罗斯格洛纳斯和欧盟伽俐略之前。王飞雪在会场上静静听着,内心波澜起伏:20年的奋斗,北斗排名从第四上升到第二。回国后,他对前来迎接他的同事说的第一句话就是“下个目标就是拿第一!”
附文 为了中国“北斗”遨游苍穹
——记国防科技大学教授王飞雪
秀气文静,削瘦挺拔,乍一看,普通平凡,还像是个在校生。
细一采访,才惊觉眼前站着的是共和国功臣:二十年如一日,奋战在我国卫星导航事业的最前沿,率领团队攻克导航信号捕获等一系列核心关键技术,研制出我国第一台便携式用户机、世界领先的监测接收机等。
他就是用忠诚和智慧托举中国“北斗”遨游苍穹的国防科技大学教授王飞雪。
目标:铸造自己的“国器”
当今世界,卫星导航系统是提供位置和高精度时间同步的一个重要手段。很长一段时间,我国在这个领域比较落后,科学家努力了10年的“北斗”导航系统,受困于“信号传输快速捕获”,未获突破。
1994年,王飞雪24岁,正在国防科技大学攻读博士学位,师从著名教授郭桂蓉院士,研究方向是精确制导。
“应该有办法。”在北京调研知道此事后,年轻的王飞雪坐立不安,他和师兄欧钢多次讨论,“为什么不能另辟蹊径,从数学理论上寻找到解决问题的办法呢?”
一次次推理论证,一次次论证推理,无数个不眠之夜后,王飞雪提出了一个新的算法思路。
1995年6月,“全数字化快速捕获信号与接收技术方案”摆到了中国卫星测量控制技术奠基人、中科院院士陈芳允的案头。陈芳允眼前一亮,专家论证评审也予以充分肯定。
从此,王飞雪与同学雍少为、欧钢,靠着有关方面提供的4万元经费,正式踏上北斗导航定位的逐梦之旅。
整整3年,王飞雪和课题组,无论寒暑,不分昼夜,甚至在万家团圆的春节,不是在实验室,就是扛着仪器设备奔往试验场。有几次因为实在太劳累,王飞雪晕倒在试验场。
1998年5月,北京星地对接现场,课题组研制的设备接受检验。显示器上的处理数据显示,参试系统正在以接近理论极限的数据运行。业内20多位专家简直不敢相信自己的眼睛:10年时间、十几家单位、几十位知名专家先后为之奋斗而未能解决的瓶颈技术,竟然在3年内,被3个名不见经传的毛头小伙子解决了!
路径:抉择中坚守信念
“好奇怪,当时我给他的毕业留言就是‘希望在我国的卫星发射指挥所里看到你’。”王飞雪27年前的高中班主任杨闽,在接受记者采访时谈到这样一个细节。
“只是被‘银河—I’‘亿次巨型机’这样的关键词吸引。”王飞雪实话实说,自己老家在闽西山区的福建长汀县,从没想到有一天自己会与“卫星导航”“北斗”联系在一起。电视中威武的国庆阅兵式,让自己立志献身于国防,高考时放弃推荐上北京大学的机会,选择国防科大。“国无防不立,民无军不安。”他跟当教师的父亲说。
本科4年很快过去,成绩全系排名第一的他又一次面临抉择:考上了中科院的研究生,同时学校保送他本校读研参军。
“我要当军人!”王飞雪选择留下,并选择了当时国家急需且最薄弱的精确制导方向,师从这个领域最著名的郭桂蓉院士。
王飞雪读硕继续优秀,一年半就完成学业,提前攻博。
仅仅一年多,新的抉择第三次摆在他面前:接受了“北斗”任务,意味着重新调整博士研究方向,之前一年多的努力全部“清零”。
“祖国的需要就是我的选择。”王飞雪说,已经从军两年多的他,深知祖国的需要就是军人的追求。
于是,他和同事们“5+2”“白+黑”,一头扎进“北斗”,浑然不知世事。直到有一天,他走出实验室碰到许久未见的同学,几个人不约而同地没给他好脸色。发现有些不对劲,细一打听,原来为了“北斗”,他已经3次推迟论文答辩,相应的同学们的答辩也被推迟。“最优秀的王飞雪都没毕业,你们再练练内功。”导师说。
“没办法,2000年卫星要发射,倒计时,1998年死活要完成‘北斗’项目。”王飞雪说,当时的想法极简单,就是完成“北斗”任务,根本没想论文和毕业的事。
博士毕业一年后,王飞雪被破格评为副教授;3年后,又被破格评为教授。这一年,王飞雪31岁。
方向:登峰路挑战极限
经过艰辛努力,2001年11月,中国成为继美国、俄罗斯之后第三个拥有卫星导航定位系统的国家,同时“北斗”还具有其他国家卫星导航定位系统不具备的短信功能。
按说,王飞雪可以暂缓一口气了。“理论上能做到极限的事,我们就一定要朝这个极限努力。”王飞雪说,他做每一个项目,不是简单地达到某项指标,而是瞄准其理论极限。
“北斗一号”研制成功了,“不能像手机那样小型和便携吗?”王飞雪又自我加压了,他领着课题组又一次攻坚克难。
又是两年多的努力,2004年6月,中国“北斗”也有了自己的手持机,跨入世界先进水平行列。
“他就喜欢挑战自我。”王飞雪的大学同学、“北斗”核心成员之一的孙广富说,王飞雪之所以成为“北斗”“骨灰级”专家,挑战极限、挑战自我是重要原因。
2007年4月,又一难题出现在王飞雪和他的团队面前:“北斗二号”第一颗卫星进入某区域时,受到复杂电磁环境干扰,卫星通信受阻。
怎么办?如果不能在3个月内解决问题,不但下一颗卫星不能发射,即将组网的10多颗卫星的发射也将推迟。
“3个月内,我们一定拿出‘抗体’!”又是王飞雪挺身而出。
“就好像把大象装进冰箱。”回忆当年的攻关,王飞雪说,抗干扰设备体积都十分巨大,需要的功耗也较大。如何把一个大型设备安装在是自己体积几十甚至几百分之一的装备上?在那个冰雪肆虐的冬天,他们胸怀一团火,玩命一般与时间赛跑,又是吃住在实验室,又是春节连轴转。终于,不到3个月,具有强大抗干扰能力的卫星载荷横空出世!
“北斗”的故事还有很多。让王飞雪高兴的是,中国“北斗”已在全世界排名第二。“下个目标,世界第一!”王飞雪说。(记者 李伦娥)
《中国教育报》2015年6月25日第3版
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