让“中国北斗”成为“世界北斗”!

(文章来源《院士讲科学》,该书由《知识就是力量》杂志社总策划,科学普及出版社出版)

专家:谭述森,卫星导航系统总体设计专家,中国工程院院士。

现代社会,卫星导航系统已经是人们长途出行不可或缺的工具,在抢险救灾、军事指挥、精准农业等领域,也发挥着重要的价值。

“北斗”卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统,它是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯“格洛纳斯”卫星导航系统之后,第三个成熟的卫星导航系统。

在我国,有一位科学家在“北斗”方面做出了巨大的贡献。今天我们一起来了解一下卫星导航系统总体设计专家——谭述森院士与“北斗”的故事吧。

1994年,党中央、国务院、中央军委高瞻远瞩,做出独立自主研制“北斗”卫星导航系统的重大战略决策。当年已经52岁的谭述森,毅然离开了曾经奋斗29载、功绩显赫的军事测绘战线,投身于这个全新的领域。

在此之前,1965年从成都电讯工程学院雷达专业毕业的谭述森,已经在原总参测绘局的岗位上,为中国的军用地图测绘立下了汗马功劳。

但当原总参测绘局有关领导找到谭述森,邀请他参加“北斗”卫星导航系统立项论证工作的时候,他并没有留恋往昔的成果和荣誉,而是带着兴奋接受了这个新的研究任务。

“保险绳”不能交到别人手里

“永远不能把登山的保险绳交到别人手里!”在研发“北斗”的漫长征程中,这或许是谭述森说得最多的一句话。卫星导航技术直接关系着国家的安全命脉,因此,尽管缺乏参考资料,也没有可资借鉴的经验,他也仍然坚信,关键的技术只能依靠自己的研发,而引进仿制最终会受制于人。

作为北斗频率设计与国际协调首席专家,谭述森以和平利用太空为依据,经过复杂的频率设计与周密的干扰仿真计算,创造性地提出了卫星导航频谱共用与兼容性评估准则。他的研究得到了国际科技界的认可,并且推动国际电联制定了新的规则。经过与几十个国家300多次艰苦的谈判,“北斗”系统终于争取到了宝贵的频率资源。

拥有“独门绝技”方能傲立全球

在着手研发“北斗”之初,谭述森就希望为它赋予某些“独门绝技”。在谭述森看来,如果只满足于跟在GPS后面追赶,“北斗”就会是一项短命的事业;而卫星导航系统的未来发展趋势,一定将是解决“我们在哪里”的问题。也就是说,享受定位服务的每一个人,也能知道彼此的方位和情况,并且互通有无。

因此,在建设北斗一号的时候,这套系统就在定位的基础上,增加了授时和通信的功能。2003年北斗一号竣工之后,类似手机的北斗一号终端机,可以收到从卫星传来的精确时间,而且能互发短信,甚至将短信发送到指定的手机上。在2008年汶川地震等严重自然灾害中,这些卫星导航系统终端机传送的信息,成为抢险救灾工作的有力保障。

在北斗一号成功之后,建设覆盖全球大部分区域的新一代“北斗”系统旋即提上议事日程。在谭述森的主持下,第二代“北斗”系统取得了连续定位和位置报告、星地双向高精度的时间同步等一系列关键技术重大突破,成为世界上第一个连续导航与定位报告深度融合、全星座播发三频信号的卫星导航定位系统。

这意味着“北斗”从根本上摆脱了对GPS的依赖,也从此结束了中国需要依靠国外导航系统授时的历史,使中国的卫星导航系统不再受制于人。