你敢信嗎?咱們天天用的北斗導航,剛發(fā)射首顆星的時候差點功虧一簣。2007年,咱們好不容易搶來的導航頻段截止日期只剩四個小時,衛(wèi)星卻遭人惡意干擾,信號接收連一半都達不到,幾十億投入差點打了水漂,整個航天圈都急得坐不住。
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說起來很多人沒概念,太空里的導航頻段就像城市里的黃金地皮,國際規(guī)則就是先到先得。國際電信聯(lián)盟定了規(guī)矩,誰先申請,就得在七年之內(nèi)把衛(wèi)星打上去,還要成功傳回信號,不然這塊地皮就自動收回,給誰算誰的。咱們2000年好不容易爭取到這塊關鍵頻段,七年倒計時截止,正好就是2007年4月17日。
為了保住這來之不易的太空地皮,整個北斗團隊拼了命趕進度,原本計劃年底發(fā)射的衛(wèi)星,硬生生提前到了2007年4月14日。長征火箭托舉著北斗二號首星沖上云霄的時候,全國都在為這件事歡呼,沒人料到危機已經(jīng)悄悄找上門。衛(wèi)星順利入軌后,地面測控中心的氣氛一下子降到了冰點。
地面發(fā)出去的指令,衛(wèi)星能成功接收的連一半都不到,信號時有時無忽強忽弱,跟信號不好的老式收音機似的,根本沒法正常工作。更讓人心里發(fā)毛的是,同一片空域里,美國GPS運行得穩(wěn)穩(wěn)當當,俄羅斯格洛納斯也一點事沒有,偏偏就咱們北斗出了問題。技術(shù)團隊熬了好幾個通宵,把衛(wèi)星本身、地面設備、傳輸鏈路查了個底朝天,排除了所有內(nèi)部故障,最終結(jié)論讓所有人后背發(fā)涼。
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這不是什么偶然的電磁環(huán)境異常,是有人專門針對北斗的工作頻段做了定向電磁干擾。干擾信號混著偽碼和噪聲,頻率和北斗的工作頻段高度重疊,說白了就是故意用大功率雜波蓋住北斗信號,讓衛(wèi)星聽不見指令,地面也收不到傳回的信號,明擺著就是沖著北斗來的。這個節(jié)骨眼出這事,任誰都慌,這可是北斗二號的開門第一炮,更是保頻段的生死線。
當時距離截止日期只剩四個小時,這顆星要是出問題保不住頻段,前期投進去的幾十億就全打了水漂,后續(xù)整個北斗組網(wǎng)計劃都得無限期推遲。沒有自己的導航系統(tǒng),咱們方方面面都得被人卡脖子。早年銀河號在公海被切斷GPS信號,漂了三十多天動彈不得,伊拉克戰(zhàn)爭美軍一關戰(zhàn)區(qū)民用GPS信號,對方的制導武器直接成了瞎子,這些教訓咱們刻在腦子里。
國內(nèi)專家聚在北京商量對策,大半人都偏向走穩(wěn)妥路子,那就是“躲”,換個頻段避開干擾,之前也有國家這么干過。可躲得了這次躲不過下次,這次你換了頻段,下次人家再干擾新頻段,你還能往哪躲,永遠只能被人牽著鼻子走。另一條路子就是“剛”,不換頻段正面破解干擾,從根上解決問題,可技術(shù)難度太大風險太高,國際上同類攻關都要好幾年,沒人敢拍胸脯說能短期搞定。
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就在所有人一籌莫展的時候,36歲的國防科技大學教授王飛雪站了出來,當場立下軍令狀,說給他三個月時間,一定拿出解決問題的辦法。這話當時聽著跟說大話沒區(qū)別,國際頂尖團隊都要幾年啃下來的硬骨頭,他帶個團隊要三個月搞定,幾乎沒人信他能成。可了解王飛雪的人都清楚,他從來不說空話,24歲讀博的時候,就帶著同學攻克了北斗一號的核心技術(shù),打破了十幾個單位幾十位專家十年沒破開的僵局,實力早就擺那了。
接下任務之后,王飛雪帶著團隊直接扎進了實驗室,吃住都在里面,每天工作超過十六個小時。困了就用冷水沖頭提神,累了就在實驗室椅子上靠一會兒,連過年都守在實驗室,對著電腦吃了頓餃子。前前后后推翻了三十多套技術(shù)方案,模擬了上千種不同的干擾場景,一遍一遍調(diào)試算法測試設備,沒人敢松半口氣。
他們沒走傳統(tǒng)硬抗干擾的老路,也沒死磕著找干擾源,換了個全新思路,從衛(wèi)星接收機本身入手。說白了就是給接收機裝了個最強大腦,讓它能精準識別北斗自己的信號特征,不管外界干擾噪聲多強,都能自動過濾雜波,只接收地面的合法指令。這個全新思路直接把死局給盤活了。
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誰也沒想到,原本承諾三個月的工期,王飛雪團隊只用了不到七十天就搞定了,真的創(chuàng)造了奇跡。他們研發(fā)出的超強抗干擾衛(wèi)星載荷,地面測試一次性通過,不僅徹底破解了對方的惡意干擾,還把北斗原有的抗干擾性能直接提升了一千倍。這套技術(shù)很快用到衛(wèi)星上,星地聯(lián)調(diào)一次成功,原本接收成功率不足50%的衛(wèi)星,直接拉到了100%,就算干擾功率翻幾倍,北斗信號都穩(wěn)得一批。
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從這之后,咱們北斗衛(wèi)星就有了抵御惡意電磁攻擊的金鐘罩,再也不怕有人使這種陰招卡脖子。這項技術(shù)后來用到了所有后續(xù)發(fā)射的北斗衛(wèi)星上,給北斗二號組網(wǎng)、北斗三號實現(xiàn)全球覆蓋,掃清了最大的技術(shù)障礙。現(xiàn)在咱們不管去哪都能用上穩(wěn)定精準的北斗導航,小到手機定位共享單車鎖車,大到高鐵調(diào)度救災減災遠洋航行,背后都是當年那場驚心動魄的太空保衛(wèi)戰(zhàn),都是科研工作者拼命拼來的底氣。
參考資料:人民日報 北斗抗干擾技術(shù)攻關紀實
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