現(xiàn)在我們的日常生活根本離不開北斗衛(wèi)星，方方面面都和它相關(guān)，但是曾經(jīng)我們的北斗系統(tǒng)被其他國(guó)家的電磁干擾了。

在這個(gè)危難關(guān)頭，有一個(gè)人挺身而出，不但成功破解助北斗建成，而且在很短的時(shí)間內(nèi)，就讓中國(guó)衛(wèi)星的抗干擾能力高出了1000倍！

這到底是怎么回事？這個(gè)人又是誰？

頻率爭(zhēng)奪戰(zhàn)

衛(wèi)星導(dǎo)航的核心資源，除了軌道，便是頻率。這對(duì) “太空黃金資源” 遵循國(guó)際電信聯(lián)盟 “先到先得” 的規(guī)則，誰先發(fā)射衛(wèi)星并成功占用頻率，誰就擁有該頻率的實(shí)際使用權(quán)，且申請(qǐng)后需在七年內(nèi)完成有效信號(hào)發(fā)射，否則資格自動(dòng)作廢。上世紀(jì) 90 年代，美國(guó) GPS 和俄羅斯 GLONASS 已占據(jù)全球大部分優(yōu)質(zhì)頻段，留給后發(fā)國(guó)家的空間所剩無幾。

2000 年 4 月 17 日，中國(guó)正式向國(guó)際電信聯(lián)盟提交北斗系統(tǒng)頻率使用申請(qǐng)。僅僅一個(gè)多月后，歐洲伽利略系統(tǒng)也提交了頻率申請(qǐng)，且規(guī)劃頻段與北斗高度重合。這意味著，一場(chǎng)圍繞頻率資源的競(jìng)速戰(zhàn)已然打響。同年舉辦的世界無線電通信大會(huì)上，一場(chǎng)針對(duì)北斗頻率的博弈悄然展開。有國(guó)家提出刪除北斗規(guī)劃使用的頻率，試圖將中國(guó)排除在全球衛(wèi)星導(dǎo)航俱樂部之外。

中國(guó)代表團(tuán)早已做好充分準(zhǔn)備，攜帶大量技術(shù)數(shù)據(jù)和論證報(bào)告參會(huì)。他們?cè)跁?huì)場(chǎng)反復(fù)向各國(guó)代表闡述，北斗的頻率使用方案采用先進(jìn)的信號(hào)調(diào)制技術(shù)，可與伽利略系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)頻率共用，不會(huì)產(chǎn)生相互干擾。

談判過程持續(xù)數(shù)日，核心利益的爭(zhēng)奪讓每一次溝通都充滿挑戰(zhàn)。關(guān)鍵時(shí)刻，俄羅斯代表團(tuán)明確表示支持中國(guó)，聯(lián)合反對(duì)刪除北斗頻率的提議，形成了關(guān)鍵的博弈力量。最終，中國(guó)成功保住了規(guī)劃的頻率資源，為北斗系統(tǒng)爭(zhēng)取到了生存的基礎(chǔ)。

然而危機(jī)并未解除。2003 年，中國(guó)以非歐盟國(guó)家身份投入 2.3 億歐元參與伽利略計(jì)劃，希望通過合作積累技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，卻發(fā)現(xiàn)始終被排斥在核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)之外。更令人意外的是，日本、印度等后加入的國(guó)家，繳納的費(fèi)用遠(yuǎn)低于中國(guó)，卻獲得了同等的合作權(quán)利。這種不對(duì)等的合作讓中國(guó)意識(shí)到，核心技術(shù)永遠(yuǎn)無法通過依附他人獲得。

2005 年，距離頻率申請(qǐng)作廢的七年期限僅剩兩年，中國(guó)果斷退出伽利略計(jì)劃，全面轉(zhuǎn)向北斗系統(tǒng)的自主研發(fā)。此時(shí)，歐洲伽利略計(jì)劃已發(fā)射首顆試驗(yàn)衛(wèi)星，但因資金短缺未能開通有效信號(hào)，僅實(shí)現(xiàn)了軌道占用。中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)爭(zhēng)分奪秒，將所有資源集中在衛(wèi)星研發(fā)和發(fā)射上，計(jì)劃在 2007 年 4 月 17 日前完成試驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射并發(fā)出有效信號(hào)，打贏這場(chǎng)頻率保衛(wèi)戰(zhàn)。

電磁干擾危機(jī)

2007 年 4 月 13 日，北斗二號(hào)首顆試驗(yàn)衛(wèi)星成功發(fā)射升空，順利進(jìn)入預(yù)定軌道。正當(dāng)整個(gè)科研團(tuán)隊(duì)為階段性勝利歡呼時(shí)，意外卻突然發(fā)生。地面測(cè)控中心發(fā)現(xiàn)，衛(wèi)星在飛經(jīng)亞洲某特定區(qū)域時(shí)，接收地面指令的成功率不足五成，時(shí)而中斷時(shí)而紊亂，根本無法完成正常的任務(wù)部署。

經(jīng)過多輪緊急排查，技術(shù)人員最終確認(rèn)，這并非衛(wèi)星自身的技術(shù)故障，而是來自外部的強(qiáng)電磁干擾。這種干擾信號(hào)具有明顯的人為操控特征，頻率針對(duì)性極強(qiáng)，恰好覆蓋北斗衛(wèi)星的接收頻段，目的就是通過技術(shù)手段阻斷衛(wèi)星與地面的通信，讓北斗衛(wèi)星變成 “太空孤兒”。當(dāng)時(shí)，電磁干擾是航天領(lǐng)域的世界性難題，短時(shí)間內(nèi)破解幾乎被認(rèn)為是不可能完成的任務(wù)，項(xiàng)目面臨隨時(shí)被叫停的風(fēng)險(xiǎn)。

在這千鈞一發(fā)的時(shí)刻，國(guó)防科技大學(xué)教授王飛雪主動(dòng)請(qǐng)纓。這位年輕的科學(xué)家此前已在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域嶄露頭角，曾帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)用三年時(shí)間攻克了十余家單位十年未解決的信號(hào)捕獲技術(shù)瓶頸，得到業(yè)內(nèi)權(quán)威專家的高度認(rèn)可。面對(duì)電磁干擾難題，他沒有絲毫猶豫，立下 “三個(gè)月內(nèi)攻克” 的軍令狀，隨即帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)駐實(shí)驗(yàn)室，開啟了極限攻關(guān)模式。

那段時(shí)間，實(shí)驗(yàn)室的燈光徹夜通明。團(tuán)隊(duì)成員們?nèi)∠怂行菁?，吃住在科研現(xiàn)場(chǎng)，餓了就啃面包、泡方便面，困了就趴在桌上瞇一會(huì)兒，醒了立刻投入工作。他們需要先通過海量數(shù)據(jù)分析，還原干擾信號(hào)的頻率特征、調(diào)制方式和功率變化規(guī)律，再針對(duì)性設(shè)計(jì)抗干擾方案。干擾源的隱蔽性讓每一次測(cè)試都充滿不確定性，團(tuán)隊(duì)先后推翻了 30 多套初步方案，累計(jì)進(jìn)行了上萬次模擬試驗(yàn)。

70 天后，王飛雪團(tuán)隊(duì)終于拿出了全新的 “全數(shù)字化快速捕獲與接收技術(shù)方案”。這套方案創(chuàng)新性地采用了自適應(yīng)干擾抑制算法，能自動(dòng)識(shí)別并屏蔽外部干擾信號(hào)，同時(shí)大幅提升有用信號(hào)的接收靈敏度。

經(jīng)過地面模擬測(cè)試和衛(wèi)星在軌驗(yàn)證，北斗衛(wèi)星接收地面指令的成功率從不足五成飆升至 100%，抗干擾性能較之前提升了整整 1000 倍。更令人驚喜的是，團(tuán)隊(duì)通過優(yōu)化編碼設(shè)計(jì)，還將衛(wèi)星終端的功耗降低了一半，顯著提升了衛(wèi)星的在軌使用壽命。

自主創(chuàng)新路

2007 年 4 月 17 日，北斗二號(hào)試驗(yàn)衛(wèi)星在頻率申請(qǐng)截止日期當(dāng)天，成功向地面發(fā)回穩(wěn)定清晰的信號(hào)。這一關(guān)鍵信號(hào)的捕獲，意味著中國(guó)正式擁有了屬于自己的衛(wèi)星導(dǎo)航頻率資源，打贏了這場(chǎng)與時(shí)間賽跑的攻堅(jiān)戰(zhàn)。王飛雪團(tuán)隊(duì)的技術(shù)突破，不僅破解了眼前的電磁干擾危機(jī)，更成為北斗系統(tǒng)的核心技術(shù)之一，為后續(xù)衛(wèi)星組網(wǎng)提供了堅(jiān)實(shí)保障。

此后，北斗系統(tǒng)進(jìn)入密集發(fā)射組網(wǎng)階段。從 2009 年北斗三號(hào)工程啟動(dòng)，到 2020 年 7 月 31 日北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開通，中國(guó)用 11 年時(shí)間完成了 30 顆衛(wèi)星的發(fā)射任務(wù)，建成了全球規(guī)模最大、技術(shù)最先進(jìn)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。如今的北斗，不僅覆蓋全球，還具備高精度定位、導(dǎo)航、授時(shí)和短報(bào)文通信服務(wù)能力，定位精度達(dá)到厘米級(jí)，在全球范圍內(nèi)與美國(guó) GPS 展開競(jìng)爭(zhēng)。

在交通運(yùn)輸領(lǐng)域，北斗已應(yīng)用于全國(guó)數(shù)百萬輛營(yíng)運(yùn)車輛，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)度和安全監(jiān)控，每年減少交通事故數(shù)十萬起；在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，北斗導(dǎo)航的無人機(jī)植保、精準(zhǔn)播種等技術(shù)，讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率提升 30% 以上，節(jié)約農(nóng)藥化肥用量 15%；在應(yīng)急救援領(lǐng)域，北斗的短報(bào)文功能讓災(zāi)區(qū)在通信中斷時(shí)仍能對(duì)外傳遞求救信息，已成功助力數(shù)千次應(yīng)急救援行動(dòng)。

王飛雪團(tuán)隊(duì)并未止步于最初的技術(shù)突破。多年來，他們持續(xù)深耕衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾技術(shù)，先后研發(fā)出多代抗干擾芯片和終端設(shè)備，讓北斗系統(tǒng)的抗干擾能力不斷升級(jí)。如今，王飛雪帶領(lǐng)的國(guó)防科技大學(xué)衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)中心，已從最初的 3 人團(tuán)隊(duì)發(fā)展到 300 多人的專業(yè)研發(fā)力量，先后承擔(dān)了數(shù)十項(xiàng)國(guó)家級(jí)重大科研項(xiàng)目，成為北斗系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新的核心陣地。

北斗系統(tǒng)的建成，是中國(guó)自主創(chuàng)新的典范。從 “銀河號(hào)” 事件的技術(shù)痛點(diǎn)，到頻率爭(zhēng)奪的外交博弈，再到電磁干擾的技術(shù)突圍，中國(guó)航天人用堅(jiān)韌和智慧，在重重封鎖中走出了一條自主可控的發(fā)展道路。這個(gè)過程中，沒有捷徑可走，只有腳踏實(shí)地的鉆研和迎難而上的勇氣。

那些在實(shí)驗(yàn)室里徹夜不眠的夜晚，那些在談判桌上據(jù)理力爭(zhēng)的身影，那些面對(duì)質(zhì)疑時(shí)堅(jiān)定不移的執(zhí)著，共同鑄就了北斗的成功。如今，北斗系統(tǒng)不僅服務(wù)于中國(guó)，更向全球 120 多個(gè)國(guó)家和地區(qū)提供服務(wù)，成為中國(guó)科技走向世界的名片。它的發(fā)展歷程告訴我們，核心技術(shù)買不來、討不來，唯有堅(jiān)持自主創(chuàng)新，才能掌握國(guó)家發(fā)展的主動(dòng)權(quán)。