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    中國作家協(xié)會主管

    《人民文學》2023年第1期|李春雷:經(jīng)天緯地
    來源:《人民文學》2023年第1期 | 李春雷  2023年01月11日07:25

    1984年7月,內(nèi)蒙古集寧一中。

    高考結(jié)束后,他預估自己的分數(shù),發(fā)揮正常。

    那天上午,填報志愿。在父母和老師的陪同下,他規(guī)規(guī)矩矩地將第一志愿填報為北京大學物理系。

    上交檔案后,心底卻仍然喜憂參半、悵然若失。

    當天下午,他又趕回學校,瞞著父母,說服老師,取回檔案,重新工工整整地寫了一個小紙條,粘上漿糊,覆蓋了第一志愿。

    小紙條上,寫著20個字:中國人民解放軍國防科學技術(shù)大學電子工程系。

    不是不愛北大,而是更愛國防,更愛軍工!

    蔚保國,1966年10月生于內(nèi)蒙古涼城縣。中學階段,就讀于著名的集寧一中。在那里,他是一名“學霸”。他熱愛文科、喜愛體育,但更酷愛軍事、癡愛科學,特別是對當時剛剛出世的銀河巨型計算機,尤感興趣。

    中國人民解放軍國防科學技術(shù)大學,座落長沙市,是直屬中央軍委的綜合性大學,其承載、其使命、其任務(wù),不言而喻。

    入學后,他的專業(yè):信息處理顯示與識別。

    在這里,他如魚得水,盡情地學習著、豐富著、快樂著。

    長沙四年,使他全面走進了軍工和信息世界,也染上了南方人的生活習慣,特別喜歡吃辣椒和米粉。

    1988年7月,他畢業(yè)后,分配到電子工業(yè)部通信測控研究所。這是一家軍工單位,代號“第五十四研究所”,其前身是國防部第十研究院,系我國第一個電信技術(shù)研究所。

    該研究所,位于河北省石家莊市。

    這里地處北方,與長沙環(huán)境大不一樣,夏天干熱、冬天酷寒。更主要的是,舉目無親。但是,這里有他最心愛的事業(yè)。很快,他便融入其中。

    1991年5月1日,他結(jié)婚了。愛人也在本所工作,畢業(yè)于河北機電學院,專業(yè)呢,也是電子信息。

    這樣一來,他的世界里,就更加單純和專一了。

    漸漸地,他擁有了軍事研究的世界視野,也走進了電子信息科學的前沿陣地。

    深奧卻又新奇的電信世界,吸引著他,激勵著他,導航著他。

    在從事計算機軟硬件開發(fā)三年后,為了拓展和提升,他又攻讀燕山大學電路與系統(tǒng)專業(yè)研究生。

    他與愛人商定,事業(yè)第一,晚幾年再生孩子。

    現(xiàn)在是幾時幾分?

    你在什么方位?

    你的情況如何?

    ……

    無論戰(zhàn)爭與和平,只有知彼知己,才能氣定神安、穩(wěn)操勝券。

    時空安全,是人類的最基本安全!

    宇宙無極,海洋浩瀚,沙漠無垠,山巒深遠。我在何處,我向何方?自古以來,這就是人類每天面臨的問題。從原始人巡游狩獵、航行海洋,到近代人周游世界、遨游太空,無一不需要定位導航。

    傳統(tǒng)導航,是人類利用地理物標和自然天體作為參照物,憑借經(jīng)驗進行定位。近代以來,人類利用現(xiàn)代傳感器和人造信標,發(fā)明了陀螺儀、加速度計、無線電信標等精密儀器和高精度導航定位法。1957年,前蘇聯(lián)發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星。于是,一種全新的導航系統(tǒng)應(yīng)運而生。

    衛(wèi)星導航始于20世紀60年代美國軍方的子午儀系統(tǒng)。經(jīng)過30多年研究實驗,終于推出了一套GPS衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)。

    1994年,美國GPS衛(wèi)星導航技術(shù)系統(tǒng)已經(jīng)成熟并通行全球,覆蓋率高達98%。中國軍方,也不得不購買使用。

    北斗系統(tǒng),是中國著眼于國家安全和經(jīng)濟社會發(fā)展需要,自主建設(shè)、獨立運行的一整套衛(wèi)星導航系統(tǒng)。其內(nèi)涵,其意義,其作用,可想而知。

    但是,北斗系統(tǒng)的建成,是一個漫長、復雜且艱難的過程。

    其基石,便是由中國科學院院士陳芳允在1983年提出的雙星定位理論(即北斗一號)——利用兩顆同步定點衛(wèi)星進行定位導航。

    依據(jù)世界上已有的衛(wèi)星導航原理,地面站最少需要接收來自4顆衛(wèi)星的信號。顯然,雙星定位理論,屬于獨創(chuàng)。而且,由于涉及國家安全,國外技術(shù)封鎖,中國關(guān)于這方面的信息資料幾乎為零。所以,國內(nèi)雖然動員多方力量進行論證,但多年來主要集中在關(guān)鍵專題攻關(guān)研究,系統(tǒng)工程建設(shè)尚無進展。

    鑒于國家安全和財力等多種因素,1994年,中國決定上馬“雙星定位”項目。

    由于雙星定位理論體制在國際上沒有先例,國內(nèi)業(yè)界普遍持懷疑態(tài)度。

    1995年3月底,蔚保國從燕山大學電路與系統(tǒng)專業(yè)碩士畢業(yè)。同年10月,調(diào)入本所遙控遙測專業(yè)部總體室,從事航天測控與衛(wèi)星導航系統(tǒng)總體工作。

    不久,國家雙星定位籌建辦專家組前來調(diào)研。蔚保國臨時代表本所做主匯報。思路清晰、觀點獨特,專家們大為贊賞。

    很快,該所承擔了“北斗一號”工程中最大也是最難的地面信號收發(fā)系統(tǒng)項目。而他,因為表現(xiàn)優(yōu)異,被任命為項目副總設(shè)計師。

    那一年,他28歲。

    衛(wèi)星導航分為三段:空間段、地面段、用戶段。地面段是整個系統(tǒng)的控制中心,負責管理衛(wèi)星和為用戶服務(wù)。

    “北斗一號”的雙星,是兩顆同步衛(wèi)星,與地球自轉(zhuǎn)相同,呈靜止狀態(tài),只在中國上空。

    天上兩顆星,地面兩個站,相隔3.6萬多公里,相互傳輸信號。

    衛(wèi)星導航定位遵循幾何交會原理,但又涉及無線電信號傳輸?shù)拇髿馕锢硖匦砸约靶l(wèi)星動力學效應(yīng)。運行服務(wù)更需要高精密的時間同步和高精度的衛(wèi)星軌道支持,要考慮和使用各種相關(guān)理論和方法,包括:相對論框架下時間比對基本原理、星地/站間各種時間比對技術(shù)及誤差分析、高精度鐘差預報方法等等。

    當時,尚無大型數(shù)字化系統(tǒng)仿真技術(shù),一切都是專題仿真和系統(tǒng)模擬聯(lián)試。

    蔚保國和同事們集中在一間大平房內(nèi)。

    聯(lián)試房就是一個試驗現(xiàn)場,不停地發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、再發(fā)現(xiàn)問題、再解決問題,反復迭代、周而復始。

    陪伴他們的,白天是太陽的熱情,晚上是月亮的微笑,唯有太陽和月亮之間的衛(wèi)星,是一團迷霧,是他們的最苦惱和最向往。

    當然,夜晚陪伴最多的還有夜宵——一大桶雞蛋湯和一大筐包子。

    有時候,他呆呆地看書,文學或哲學,《柏拉圖對話集》《時間的味道》——看似跨界無關(guān),其實終端相通。

    直到兩年后的1998年3月,歷經(jīng)艱辛的工程樣機系統(tǒng)終于通過驗收。

    成功的一半!

    而后,便開始研制信號收發(fā)系統(tǒng)正式樣機。他和他的母校國防科技大學以及許多骨干單位,再次開始大聯(lián)合攻關(guān)。

    他具體負責整個系統(tǒng)的數(shù)字信息接口規(guī)范。

    “北斗一號”的工作流程是:

    首先由中心控制系統(tǒng)向兩顆衛(wèi)星同時發(fā)送詢問信號,經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器向服務(wù)區(qū)內(nèi)的用戶廣播。用戶響應(yīng)其中一顆衛(wèi)星的詢問信號,并同時向兩顆衛(wèi)星發(fā)送響應(yīng)信號,經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)回中心控制系統(tǒng)。中心控制系統(tǒng)接收并解調(diào)用戶發(fā)來的信號,然后根據(jù)用戶的申請服務(wù)內(nèi)容進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。

    系統(tǒng)內(nèi)的所有環(huán)節(jié),他都要考慮進來。

    萬千道難關(guān),千萬次攻破。

    僅僅各種技術(shù)編碼,就寫下了400多頁。

    又是兩年,終于成功!

    2000年10月31日和12月21日,兩顆“北斗一號”衛(wèi)星分別發(fā)射升空。

    “北斗一號”的成功,標志著中國繼美國GPS和前蘇聯(lián)(俄羅斯)GLONASS之后,成為世界上第三個建立衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國家。

    更重要的是,“北斗一號”基本解決了中國軍方不依賴GPS的戰(zhàn)略需求。

    最重要的是,“北斗一號”為國家培養(yǎng)了一支能打硬仗的衛(wèi)星導航隊伍。

    直到參加工作10年后,蔚保國才有了一個可愛的女兒。

    其實,2000年,在“北斗一號”進入工程階段的時候,蔚保國就開始著手“北斗二號”技術(shù)體制的研究。為了更進一步開拓眼界,他又攻讀北京理工大學通信與信息系統(tǒng)專業(yè)博士學位。

    “北斗二號”的設(shè)計是:14顆衛(wèi)星與32個地面站天地協(xié)同組網(wǎng)運行。

    過去都是通過發(fā)射信號,雙向應(yīng)答。現(xiàn)在呢,不發(fā)射,只接收。

    從有源定位到無源定位,又是一個全新跨越!

    而且,過去是天上一顆星,地面對應(yīng)一個站。現(xiàn)在天上衛(wèi)星多了,地面上需要建造許多對應(yīng)站,這就會帶來諸多問題:天線的相互遮擋問題、電磁兼容問題、場站的隔離布局建設(shè)、整個系統(tǒng)的維護和可靠性等等。如果沿著這個思路,將來的場站就是“天線農(nóng)場”。

    必須另辟蹊徑!

    2005年,當“北斗二號”正式上馬的時候,他正好博士畢業(yè),受命負責地面運控的核心主用系統(tǒng),擔任總設(shè)計師,主攻單站多星測控難題。

    經(jīng)過反復論證,蔚保國和團隊提出了一個數(shù)字多波束測量和注入體制。簡單地說,就是用一個地面站同時管理多個衛(wèi)星,讓它們在天上結(jié)成團隊,既聽地面指揮,又相互支持。

    但是,這只是一個大膽設(shè)想,并沒有任何資料和試驗數(shù)據(jù)證明可行。

    許多專家表示質(zhì)疑:雖然數(shù)字多波束天線具有優(yōu)勢,但不一定適合甚至不能實現(xiàn)高精度星地精密測量。

    這是一個深奧且艱澀的世界,包括全分散式數(shù)字多波束系統(tǒng)體系架構(gòu)、單站對多星的高效測量管理技術(shù)、數(shù)字波束時延概念、數(shù)字多波束綜合處理方法、收發(fā)鏈路波束時延誤差控制、如何高精測量、怎么保持穩(wěn)定……

    他們專門在試驗場搭建了一個縮比系統(tǒng),進行室內(nèi)仿真和外場無線試驗。

    他和團隊的30多名成員,日夜兼程。

    冬去春來、暑來寒往。夏天光膀子,冬天軍大衣。

    科學家的苦惱,別人難以想象。那是黑暗中的絕望,絕望中的掙扎,掙扎中的堅持。常常地,一個技術(shù)問題,卡殼幾個周。實在絕望無助時,大家拍案捶墻,甚至痛哭。

    最困倦的時候,蔚保國會要來一碗米粉,多多放辣椒,吃得滿頭大汗,似乎腦洞大開。再就是打乒乓球,出一身汗,躺倒睡覺,醒來再干。或者下圍棋,苦苦琢磨,一黑一白,兩個棋罐,361枚棋子,仿佛兩個宇宙,恰似滿天衛(wèi)星……

    后來,他們又搭建了一個更真實的信標塔,進行各種星地模擬試驗。

    鐵心鍥而不舍,最終柳暗花明。

    整整8年。

    經(jīng)過2800多天星夜兼程,他和團隊終于成功研制出我國首套數(shù)字多波束測量系統(tǒng),解決了多星測量難題,為“北斗二號”攻克了核心堡壘。

    孫家棟院士的鑒定意見:“該系統(tǒng)技術(shù)極其復雜,研制難度極大,有重大技術(shù)創(chuàng)新,填補了國內(nèi)空白,成果整體居國際領(lǐng)先水平”。

    后來,這套技術(shù)榮獲國家科技進步特等獎、軍隊科技進步獎一等獎、中國電子學會技術(shù)發(fā)明一等獎。

    “北斗二號”衛(wèi)星導航系統(tǒng)的建成,意義極大。

    它不僅服務(wù)中國,也可以服務(wù)周邊國家,更為實現(xiàn)全球服務(wù)奠定了堅實基礎(chǔ)。

    電磁波,無處不在。

    除了大自然的太陽光和閃電,各種電器特別是電臺、移動通信等,凡是能釋放能量的物體,都會產(chǎn)生電磁波。電磁波是由同向且互相垂直的電場與磁場在空間中衍生發(fā)射的震蕩粒子波,在真空中速率固定,速度為光速。

    衛(wèi)星,通過電磁波傳遞信息。

    2015年,“北斗三號”系統(tǒng)工程正式上馬。

    這套系統(tǒng)由30顆衛(wèi)星組成,其中24顆中圓地球軌道衛(wèi)星、3顆地球靜止軌道衛(wèi)星和3顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星,將實現(xiàn)全球定位導航授時服務(wù)。

    蔚保國團隊,再次承擔了其中關(guān)鍵核心的地面管理系統(tǒng)。

    這一次,要首次實現(xiàn)星間鏈路構(gòu)建和全球自主服務(wù),管理的復雜度和難度大大增加。

    全球星座衛(wèi)星發(fā)射前、入軌后、運行中的星星地測量管理以及全球連續(xù)監(jiān)測評估等,都面臨極大挑戰(zhàn)。其中,監(jiān)測跟蹤站設(shè)備攻關(guān)研制更是關(guān)鍵。但我們國家,必需擁有自主可控的監(jiān)測技術(shù)。

    蔚保國帶領(lǐng)團隊,再一次向堡壘發(fā)起沖鋒。

    時間緊、任務(wù)重,大家集中在聯(lián)試房,每天都工作到深夜。

    家族團聚沒有了,節(jié)假日沒有了。比如春節(jié),大年除夕回家,初三就上班了。比如“五一”黃金周,他們只休息一天。

    有一次,蔚保國出差,半夜12點回家。進門后,不是換睡衣,而是換上了工作服,準備前往工作區(qū)。

    妻子問:“這么晚了,你不能明天再去嗎?”

    他說:“大家都正在加班呢!”

    最緊張的時候,三個月之內(nèi)干了17個通宵。

    過去,他喜歡讀文學、下圍棋、打乒乓,但現(xiàn)在,全放棄了。

    他唯一的業(yè)余消遣就是晚飯后散步40分鐘,可散步時,也常常是一邊走路,一邊在線上與大家討論技術(shù)問題。

    他的世界里,全是衛(wèi)星!

    又是5年。

    兩個系統(tǒng),終于成熟。

    楊元喜院士的鑒定意見:“該系統(tǒng)取得重大技術(shù)突破,核心技術(shù)自主可控,屬國際首創(chuàng)”。后來,相關(guān)成果兩次榮獲中國衛(wèi)星導航科技進步特等獎。

    由此,中國成為全球第一個擁有完備星間鏈路導航系統(tǒng)的國家,也成為全球第一個擁有全部GNSS(全球衛(wèi)星導航系統(tǒng))連續(xù)監(jiān)測評估系統(tǒng)的國家。

    ……

    2020年6月23日,“北斗三號”最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點火升空,標志著中國北斗全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)衛(wèi)星組網(wǎng)完成。

    7月31日上午,中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習近平出席儀式,宣布“北斗三號”全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)正式開通 。

    2022年4月14日上午,第十三屆中國衛(wèi)星導航年會新聞發(fā)布會宣布:“北斗三號”系統(tǒng)全球范圍定位精度實測優(yōu)于4.4米,與美國GPS相當。

    北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的建成,對中國有著歷史意義。

    從此,我們做到了衛(wèi)星導航不求人。

    從此,中國的國家安全得到了更加強有力的保障。

    從此,中國在衛(wèi)星導航應(yīng)用服務(wù)上進一步擴大了國際市場。

    仰望北斗衛(wèi)星群,仿佛是一張布滿宇宙的天網(wǎng),密密實實地護佑著我泱泱中華!

    不知不覺間,蔚保國已經(jīng)成為一位資深老兵。但他的思維,仍然靈敏,像衛(wèi)星雷達。

    作為中國電科首席科學家、中國衛(wèi)星導航重大專項體系總體專家組專家、中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會室內(nèi)定位專業(yè)委員會主任委員、衛(wèi)星導航系統(tǒng)與裝備技術(shù)國家重點實驗室主任、全國最美科技工作者、全國五一勞動獎?wù)芦@得者,他率領(lǐng)著一個團隊,始終走在北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用的最前沿。

    “北斗三號”建成之后,新難題隨即浮現(xiàn):北斗衛(wèi)星信號到達地面已極其微弱,進入室內(nèi)或地面以下,更被衰減到幾近于無,如何定位?

    室內(nèi)定位,是世界公認難題。雖有許多技術(shù),但均不理想。

    室內(nèi)定位,也是市場迫切需求,畢竟人類70%以上活動在室內(nèi)。

    老兵蔚保國,再一次投身于室內(nèi)定位這一新領(lǐng)域。

    可否將北斗引入室內(nèi),既可擴大應(yīng)用范圍,又能與室外北斗無縫銜接?

    這個思路看似簡單,但真正實現(xiàn)起來,難度極大。復雜的室內(nèi)環(huán)境、電波傳播引起的信號衰落、嚴重的多徑效應(yīng)、遠近效應(yīng)……

    攔路虎,一個又一個。

    無數(shù)次的試錯,無數(shù)次的修正,體制、信號、模型、算法等不斷更新。

    經(jīng)過幾年沖鋒,他們終于創(chuàng)造了一個全新的北斗陣列偽衛(wèi)星技術(shù),實現(xiàn)了優(yōu)于1米的室內(nèi)定位,也讓北斗用戶終端在室內(nèi)與室外可以自由無縫銜接。

    這項技術(shù)的最大優(yōu)勢,便是與室外北斗的兼容,是對北斗系統(tǒng)的大大拓展。

    同時,以北斗偽衛(wèi)星為主體融合其他定位導航手段,構(gòu)成了室內(nèi)外一體的智能導航與位置服務(wù)系統(tǒng),創(chuàng)新實現(xiàn)了“打通室內(nèi)室外”的應(yīng)用服務(wù)目標。

    2021年底,這項創(chuàng)新成果通過了國家科技部總驗收。

    2022年初,北京冬奧會國家跳臺滑雪中心雪如意場館,幾百個房間、上千名工作人員。在這里,蔚保國團隊的“北斗偽衛(wèi)星室內(nèi)外亞米級定位技術(shù)與裝備”成果成功落地應(yīng)用。

    這是世界上首次在奧運場館實現(xiàn)大規(guī)模室內(nèi)定位。

    目前,中國北斗已經(jīng)廣泛應(yīng)用于交通運輸、海洋漁業(yè)、水文氣象、森林防火、電力調(diào)度、救災減災、應(yīng)急搜救等領(lǐng)域,未來將滲透到人類社會生產(chǎn)和生活的方方面面。

    ……

    能把個人專業(yè)和興趣與國家安全和經(jīng)濟社會發(fā)展融合一起。人生最自豪,此生已無憾!

    偶爾,蔚保國也會到夜市散步。

    亮晶晶的夜空下,露天廣場。他悄悄坐下來,要一碗米粉,多多放辣椒,再一次吃得滿頭大汗。

    那是生活的味道、生命的味道。

    今年,女兒即將研究生畢業(yè)了,與他商量未來發(fā)展方向。

    他建議投身空天科技領(lǐng)域,逐夢星空。

    女兒,乖乖地聽從了他。 

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