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我排星阵酬山河——北斗卫星导航系统中的交大校友
来源:交大新闻网 日期 2020-06-30 08:34 点击:

2000年10月31日,北斗一号首颗工作卫星成功发射;

2002年1月1日,北斗一号联试完成,系统开始试运行。标志着我国继美、俄(前苏联)全球卫星定位系统之后,成为世界上第三个独立建成自主卫星导航系统的国家;

2007年4月14日,北斗二号首颗工作卫星从西昌卫星发射中心被“长征三号甲”运载火箭送入太空;

2012年12月27日,北斗二号系统正式提供区域服务;

2020年6月23日,北斗三号最后一颗组网卫星由长征火箭送入太空,随后卫星到达距离地表约36000千米的轨道,这标志着中国北斗全球系统卫星组网全面完成。

2020年6月30日,北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星、第三颗地球静止轨道卫星定位成功、有效载荷完成开通,经过遥测数据判读,星载基准频率合成器、原子钟、导航任务处理单元、星间链路等载荷设备均工作正常,地面接收信号正常。

浩瀚的宇宙中,有数十颗“中国造”的北斗卫星闪烁着光芒;广阔的地球上,数千个基准站、参考站分布于大江南北;人间近30年的岁月里,30万多名工作人员、300多家研发单位付出了无数的心血。在这其中,有许许多多西安交通大学的校友们秉承西迁精神,参与了北斗论证、规划、建设、应用等各个方面,用他们的聪明才智和辛勤汗水,为中国北斗贡献了交大力量。

在此,我们为您系列讲述其中部分校友的故事,以此致敬伟大的祖国与时代。

一、北斗系统论证及规划者:让“中国北斗”闪耀宇宙

战国末年,尸佼写下了“四方上下曰宇,往来古今曰宙”的“宇宙”定义;在现代,全球定位导航系统就是对地球时空的科学、精准定义。一直以来,美国的GPS在卫星导航系统领域基本形成“独霸天下”的格局。随着时代的发展,世界各航天大国都逐渐意识到,发展自主的卫星导航系统,不仅是国家航天实力的重要组成部分,更是国家战略的重要一环。中国北斗系统首任总设计师、“两弹一星元勋”孙家栋院士认为,卫星定位系统一定要实现自主可控。因为它代表整个国家空间、时间的标准体系。35年前,中国一批有志仰望星辰的科学家们,提出了研制中国自己的卫星导航系统的构思与梦想。这项跨世纪工程,以一个中国传统文化中寓意光明和方位的星座——“北斗”正式命名。

赵康宁,西安交通大学1982届计算机专业校友。他是1977年恢复高考后的第一批大学生。毕业后被选送至解放军总参谋部工作。1992年起,赵康宁参与并负责北斗一号系统重要组成环节:地面高程数据库系统总体设计及研制建设工作。8年间,军地科研人员协作攻关,完成了基于1:5万地形图的全国高程数据采集、存储、管理和应用开发,按时保质提供北斗一号星地联调、系统运行及其他重点工程使用,项目获得电子工业部科技进步一等奖。

2003年,赵康宁受命筹组北斗卫星导航定位管理机构和应用推广工作,2007年被正式任命为中国卫星导航定位应用管理中心常务副主任,与团队履行使命,忘我工作。2008年“512”汶川大地震发生后,正在西安承办国际电联频率资源协调会议的赵康宁,得知无法探知震区灾情。他心急如焚,请缨参战,主动向上级建议动用北斗导航装备为抗震救灾服务。在随后的日子里,他带领“北斗导航抗震救灾应急小分队”不畏艰险、不怕牺牲,深入北川等重灾区,勘查报告一线灾情,充分发挥了北斗短报文的功能优势,向总部上报数百条灾情报告和施救建议,救助群众上万,被评为总参抗震救灾先进个人,荣立二等功一次。

2009年3至4月间,赵康宁父亲病危,但他正在参加天上北斗卫星故障抢修,无法尽孝。现场指挥杨长风(现任北斗总师)专程带人去医院探望慰问,老人深知儿子的家国大爱,辞世前,毫无怨言。

30多年里,赵康宁历经院校、科研所、基层部队和总部机关多种岗位锤炼,先后参加并组织完成北斗导航系统建设与应用等近十项主要型号装备研制、重点科研课题及工程建设项目,为国防和经济社会建设尽了一份交大学子的责任和义务。他与团队成员研究制定了卫星导航定位应用的有关法规、规章和标准规范,论证、拟制北斗导航系统研制总要求、发展规划以及系统运行、资源调配、设备使用等管理规章规范,为中央决策北斗开放民用、产业与政策调整、中长期发展目标规划提供依据。

他参与并筹划了北斗一号系统应用试点、示范交流、装备推广以及国家反恐维稳、战略战役演习等重大活动保障,有力推进北斗在交通运输、渔政指挥、森林防火、电网授时、抢险救灾、环境监测及国防安全等领域应用。

他负责组织北斗一号系统运行管理和应用服务工作,指导协调地面运控中心、场站细致操作、精心维护、热情服务,实现了系统连年稳定运行目标;参与组织完成北斗二号系统研制、调试试验和开通运行,协调支撑北斗二号产品研发、规模应用和产业布局推进,筹划、推动“中国人民解放军标准时间”及国家时间频率体系、北斗导航位置服务数据中心研究论证及军民融合重大基础项目规划。

他还与团队一起,在国家无线电主管部门积极支持下,有远见地谋划北斗全球系统频谱资源规划设计和申报,多方开展技术协调和磋商,实现了北斗进入国际电联频率总表及激活保护,争得主动。

他作为中方专家,参加了联合国“全球卫星导航委员会”筹组等工作,争取并实现了北斗系统的“核心供应商”地位;与日、俄等国同行努力沟通、协商,实现了三星共位运行,为多星在轨共位提供了中国思路和国际方案。

他先后荣获国家部委、军队科技进步一等奖3项、二、三等奖5项,发表学术论文近20篇,专著2部。2010年,当选“为新中国军事测绘事业做出杰出贡献的60名先进个人”,受到总参、总政表彰。

提到自己与“北斗”的难舍情缘,赵康宁曾为北斗一号系统试运行撰写了一幅对联:

经天纬地,情系中华,入轨北斗遨长空;

丹心报国,志在千里,定位官兵竞风流。

这也是他——一位“北斗”老兵非凡人生的真实写照。

二、北斗系统时间与信号工作的参与者

吴海涛,1988年毕业于交大信息与控制工程系无线电技术专业,1991年在中科院陕西天文台获硕士学位,2002年4月在中科院国家授时中心获天体测量与天体力学博士学位。2002年8月,在国家授时中心参加工作,2004年8月至2015年7月任国家授时中心副主任。曾任中科院光电研究院副院长、中科院卫星导航总体部总工程师。现任中科院空天信息研究院党委副书记、中科院卫星导航总体部主任、北斗卫星导航系统副总设计师。

他长期从事时间传递、卫星导航时间同步研究工作。在我国陆基长波授时系统领域里提出的数字化授时方法与技术,在多套系统中得到应用。在北斗卫星导航系统时间频率体系构建中,发挥了重要作用。在卫星导航系统试验验证与测试评估方面,开展了大量工作。目前主要承担导航定位授时体系新型技术的试验验证工作。发表学术论文多篇,出版《卫星导航系统时间基础》《北斗授时技术及应用》专著两部。

吴海涛担任组织委员会秘书长的中国卫星导航年会,十年来走遍祖国大江南北,聚合全球卫星导航智慧和资源,在支持卫星导航领域学术交流,促进卫星导航技术进步、系统建设、应用推广、人才培养和科学普及等方面发挥了重要作用。十年来,中国卫星导航年会主题契合北斗系统发展进程,洞察时代科技变化。成为了“北斗人”生活中不可或缺的一部分。每年都有许多科技工作者期盼年会的召开,大家欢聚一堂,共同探讨北斗的未来。吴海涛说,通过年会的组织和召开,一是在未来深耕卫星导航理论与技术;二是鼓励更多学者用更广阔的视野研究综合时空体系,寻求导航技术更丰富的应用天地;三是要着力营造推进导航应用与产业发展的新空间,用更鲜活的形式展示应用成就;四是致力国际化,服务“中国的北斗,世界的北斗,一流的北斗”。

宿晨庚,2005年进入西安交大电信学院信息工程专业学习,2009年保送进入北京跟踪与通信技术研究所读研,并以优秀硕士论文的优异表现留所工作,荣获部委级科技进步奖一等奖1项,二等奖2项。他一直从事北斗系统总体设计和导航信号体制设计工作,亲历了北斗三号论证攻关、研制建设到星座组网的艰辛历程,作为工程大总体团队成员参与见证了北斗系统从区域向全球、从追赶到比肩超越的发展历程。

导航信号是卫星导航功能实现的载体,决定了系统使用性能和应用前景,是国内外卫星导航系统和用户关注的焦点。宿晨庚作为技术骨干勇于肩负起信号设计的重任,从体制设计到工程实现、从地面验证到在轨试验、从国际协调到专利保护,每一个环节,每一项工作,他都一丝不苟、全力以赴。历经长达6年的艰苦攻关与协调,最终确定了自主知识产权的北斗三号信号方案,通过官网向全球发布并推广应用。实测结果表明,北斗三号信号性能达到了世界一流水平,实现了与其他GNSS系统的兼容互操作,并独具特色支持多样化服务。

虽然北斗三号组网部署已圆满收官,但吴海涛、宿晨庚等北斗人从未停止求索的脚步,继续投入后续论证,为建设“更加广泛、更加融合、更加智能”的国家综合定位导航授时体系砥砺前行。

三、北斗卫星及火箭研制者:攻坚克难 敢打必胜

原子钟被誉为卫星导航系统的心脏,是核心单机产品,它直接决定了导航定位的精度。若卫星存在十亿分之一秒(1纳秒)的时间误差,则会产生0.3米的测距误差。2005年,当时正在建设的北斗二号系统的原子钟突遇问题。北斗卫星系统总设计师杨长风在央视的节目中曾回忆说:“因为原子钟技术难度太高,当时我们想从欧洲引进,本来已经谈差不多了,但人家突然就不卖给你了。”作为新一代北斗导航卫星的关键技术之一必须要突破,不能受制于人!当时北斗人有这样一句话:“六七十年代有原子弹,我们北斗人一定要有自己的原子钟”。为了加快原子钟的研制进度,上级单位让国内三家最强实力的原子钟研究队伍同时启动了铷原子钟的研制,攻克了原子钟技术,实现了完全自主。

帅涛,1998年进入交大电信学院学习,2008年博士毕业后先后在上海微小卫星工程中心、中国科学院上海天文台工作,现任上海天文台星载氢原子钟总设计师。2010年,星载氢钟项目组在中国科学院和北斗重大专项的支持下,联合上海航天电子技术研究所和中科院上海技术物理研究所等单位开展了星载氢钟的工程化研制。2015年9月,由帅涛团队研制的我国首台星载氢钟随新一代北斗导航卫星上天。在北斗三号全球系统建设中,上海天文台研制完成的多台组网卫星氢钟,性能指标达到国际先进水平,为北斗精密定位和长期自主运行提供了有力支撑。帅涛团队研制的被动型星载氢原子钟处于国际先进水平,该技术获评2019年上海市科技进步一等奖。

吉欣,2007年从交大电信学院研究生毕业,入职西安航天504所从事卫星测控通信技术研究,现任航天科技集团公司五院西安分院测控技术研究室主任。该院曾为北斗一号、北斗二号研制了全部有效载荷系统,为北斗三号全球组网星中的20颗卫星研制了全部有效载荷,包括导航载荷、报文通信载荷、全球搜救载荷等。卫星测控应答机是每颗卫星上都必备的无线通信设备,高性能,高精度,稳定可靠,抗干扰的测控应答机产品,是北斗系统有效工作的基础保障。十多年来,吉欣与他的同事们为我国多个导航卫星、通信卫星、载人飞船、空间站、深空探测等重大项目开发了星载无线电测控设备。其中,为北斗导航星座开发的高可靠、抗干扰的测控应答机产品,现已成为卫星平台标准配置产品,支持了北斗星座在轨稳定可靠运行,推动了我国北斗导航系统从无到有、从有源到无源、从区域到全球的三次历史性跨越。北斗三号全球导航卫星完成全球组网后,将打造成为又一重要天基基础设施,进一步服务于人类生产生活。

在航天业内,有句话叫“航天研制、动力先行”。动力决定了航天器能飞多快、能飞多高、能飞多远。长三甲系列运载火箭是长征系列运载火箭高强密度发射的“主力”,由长三甲、长三乙、长三丙三型火箭组成的长三甲系列运载火箭,承担了北斗卫星的全部发射任务,并取得了100%的惊人成功率。“远征一号”上面级发动机,针对北斗二代卫星导航任务而研制,是在基础级火箭上增加了相对独立的一级,可在太空将一个或多个航天器直接送入不同的轨道,被称为“太空摆渡车”。

李水华,1981年毕业于交大低温专业,一直在航天科技集团六院101所工作,曾任101所党委书记,所在单位主要负责火箭发动机液氢的制备和提供、氢氧发动机的地面试车。

颜勇,1991年进入交大流体机械专业学习,1998年硕士毕业。现任航天科技集团六院11所(京)技术副所长,所在单位为长三甲系列运载火箭提供8吨级氢氧发动机。

王春民,2000年毕业于交大机械学院,现任航天科技集团六院11所所长,所在单位为长三甲系列运载火箭提供75吨级、4.8吨级常规发动机和“远征一号”上面级发动机。

这三位交大校友,共同携手为长三甲系列运载火箭提供了高质量的火箭发动机,保证了北斗发射任务的次次成功!

四、卫星发射及测控者:逐梦航天的“牧星人”

西昌卫星发射中心是我国北斗卫星的母港,13年来这里先后实施了40余次北斗卫星导航系统组网发射任务,将数十颗北斗导航卫星送入预订轨道,发射成功率100%。

邢朝,2003年毕业于交大计算机专业,在西昌卫星发射中心工作,现任西昌卫星发射中心综合计划部计划处处长。2006年起主要负责发射任务的牵头组织与计划协调,参与并见证了所有北斗三号工程的发射任务。

杨自兴,2013年毕业于交大飞行器设计专业,现为西安卫星测控中心工程师,主要从事卫星测控相关工作。自2016年入职以来,先后以地面设备操作员、设备技术负责人、多型北斗任务地面装备指挥调度等身份,参与北斗三号MEO及GEO多组卫星发射及在轨服务期间测控工作,并长期从事北斗系统稳定运行地面测控相关工作。

△点击图片观看新闻

刘磊,2015年从交大机械工程及自动化专业毕业后进入西安卫星测控中心工作,现为渭南测控站助理工程师,主要从事地面测控设备的操作与维护工作。2015年,渭南测控站装备国内首套北斗星间链路地面管理设备,刘磊在星间链路管理岗位,全程参与北斗三号组网卫星的发射入轨和在轨运行期间的测控管理工作,24小时不间断守护北斗系统稳定运行。6月22日,中央电视台专题报道了西安卫星测控中心刘磊及同事们的测控准备工作。

五、北斗应用开发者:梦想有多大舞台就有多大

北斗工程两总师曾说过,北斗的出发点和立足点就是应用。在北斗的应用方面,同样也有众多交大校友的身影,他们充分发挥想象力和聪明才智,在陆海遥感、智慧农业、定位导航、守时授时等北斗应用方面均取得了不菲成绩。

周勃,1997年进入交大信控专业学习,2001年进入上海贝尔,2007年从航天科技集团八院804所硕士毕业后留所工作,主要从事基于北斗导航卫星信号的遥感应用。现任804所有效载荷事业部产品总师、国防科技项目基金函审专家、"中(国)-西(班牙)GNSS-R联合研发中心"中方负责人、上海市宇航学会会员。自2010年起,作为技术负责人,周勃先后主持完成了原总装、航天科技集团有限公司、上海市科委、航天八院的“星载双面相控阵GNSS-R海洋微波遥感技术研究”“基于北斗导航信号的GNSS-R海洋微波探测仪”“星载多波束GNSS-R海洋微波遥感探测仪”“星基于BD+R+RO高精度大气海洋遥感载荷技术”等多个项目的研发工作。随着北斗导航卫星星座部署完成,微波遥感技术将在大气、海洋和陆面环境监测中具有广阔应用前景和深远的现实意义。

柳杨华,2000年毕业于交大电信学院计算机专业,就职于航天宏图信息技术股份有限公司,任智慧农业总监,主导公司基于北斗的智慧农业智慧农机相关应用工作。航天宏图是国内领先的遥感和北斗导航卫星应用服务商,于2019年在科创板上市,是首批科创板上市公司中唯一的遥感应用企业。北斗智慧农业在农场规划、田间测图、土壤取样、拖拉机引导、作物田间检测、播种速度选择以及肥料、杀虫剂和产量检测系统中利用北斗精准定位有效提升农药、除草剂、肥料使用的精度,同时更好地控制化学物质的扩散,从而降低成本、扩大产量,创造环境友好型的新农场。北斗智慧农机聚焦农机生产各环节,为机械化深松整地、田地粉垄整地、作物机械化种植、作物机械化统防统治、作物机械化收获等作业环节提供定位监控、信息共享、面积计算、质量审核、补助管理等精细化服务,不仅最大限度地为农机作业补助资金的兑付提供真实有效的依据,还极大提升了农机管理工作的信息化、精细化水平,提高工作效率,降低管理成本,促进了农机管理模式改革创新。

牛颖蓓,2001年进入交大计算机专业学习,毕业后进入中原电子技术研究所工作,先后主持完成“国家参展样机测量装置”“高射频光幕测量装置”等设备研制,主持了“特殊环境适应性与关键技术验证研究”等十多项863课题的技术研究。2015年作为CZ-7火箭首飞试验项目的课题负责人,主持搭载系统软件总体设计工作。2016年到中国电科32所工作,主要负责计算机软件测试,发现并纠正软件中的问题。先后参与北斗二号车载用户机北斗导航应用软件、北斗三号星载计算机软件的测试工作。导航应用软件主要提供位置显示、地图导航等功能,满足用户北斗导航装备的应用需求;卫星计算机软件则为卫星导航任务处理提供计算和任务处理功能。牛颖蓓还参与中国电科32所自主研发的锐华高安全嵌入式实时操作系统与北斗导航的适配星测试工作。目前,锐华嵌入式基础软件产品包括锐华嵌入式实时操作系统、锐华DSP实时操作系统、锐华移动操作系统、锐华SCA软件平台,已经占据国内领先地位,广泛应用于各个平台北斗设备及终端的卫星定位导航应用领域。

曹辉,2002年进入交大学习,是航空航天专业的第一届学生,2009年从中科院硕士毕业后到华为工作。2013年,因为看好北斗授时广阔的市场前景,曹辉从华为日本终端辞职,作为核心团队成员回国,任浙江赛思电子科技有限公司副总经理。通过七年的市场拓展和发展,公司先后参与了财政部、中国邮政总局、中国海洋技术中心、国家电网骨干网、中国移动等国家重大项目的北斗授时应用推广,产品占领了5G通信、智能电网、轨道交通、金融等领域的市场。公司先后荣获中关村国际前沿创新大赛决赛第二名、全国第八届创新大赛浙江赛区电子信息行业决赛二等奖,获得了浙江省科技重大专项、国家“科技助力经济2020”重点专项和国内规模最大、规格最高的科技部全国第八届创新大赛电子信息行业一等奖。近日,公司又开发完成了基于高精度锁相环技术的支持北斗系统的时钟同步芯片,开创了国内此类商用芯片的先河。2019年,曹辉得知交大有数万台计算机及网络设备,需要高准确度的时间信息支撑科研工作的安全开展。于是,他为母校捐赠了基于北斗信号的授时设备,现在,交大兴庆、雁塔、曲江校区和中国西部科技创新港都使用上了北斗标准的统一时间。

结语

1987年,一座西汉晚期壁画墓在西安交通大学出土,据推测,墓主为西汉太子太傅萧望之。墓室内绘满了色彩斑斓的壁画,内容是一幅完整的天象图,这是目前国内所知发现最早的二十八宿和四象相配的图画式星图,古人用来定义时空。萧望之或许没有想到,在他生活的这片土地上,近两千年之后,会有莘莘学子心怀梦想,点星布阵;交通大学的创建者或许也没有想到,近百年后会有许多交大学子在“天地交、万物通”的航天事业中为世界之光;钱学森学长应该感到欣慰:在他的引领和感召下,一大批交大人为航天强国、民族复兴而接续奋斗!

宇宙,承载着人类探索未知的伟大梦想;

北斗,是挂在天上为梦想指路的那盏明灯。

(因各种原因,本文中的校友只是参与北斗工程任务校友中的一小部分,更多的校友在重要的岗位上默默奉献,母校和祖国不会忘记他们。本文得到了相关校友及其单位的巨大支持,部分资料来源于网络。)

文字:赵力
编辑:朱萍萍

 
 
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