从20世纪70年代开始,美国陆、海、空三军联合研制了新一代全球定位系统,这就是大家熟知的GPS。
在GPS发展到一定阶段的时候,中国科学家认为我们也要建造属于自己的导航系统,但是这个想法遭到了一些人的反对,他们认为GPS已是一种成熟技术可“拿”来使用,我国资金有限,无须另行建设。
当时中国空间技术专家,神舟飞船总设计师戚发轫、两弹一星元勋陈芳允、孙家栋等都坚决要造。谭述森院士当时负责跟踪GPS的进展,在对GPS的研究中,谭述森院士发现,这一系统虽然对世界开放民用导航信号,但却存在诸多不确定性。如果过度依赖GPS会给国防安全埋下不小的隐患。而且,核心技术用钱买不来,引进仿制也走不远,中国必须独立发展卫星导航系统。
1983年,两弹一星元勋陈芳允院士首次提出一种不同于GPS技术路线的双星定位理论,即:把地心视为一颗虚拟卫星、再发射两颗地球同步卫星构成星座,实现对区域内陆面目标的快速定位。用以解决在资金困难时期构建卫星导航系统的难题,然而因为一些科学家的反对,这个设想还是搁置了一段时间。
1989年,我国利用通信卫星开展双星定位演示验证实验,证明了北斗卫星导航实验系统技术体系的正确性和可行性。
随后1991年,海湾战争爆发,GPS对空中平台导航、武器发射瞄准、精确制导、打击目标定位等重要作战环节都起到了难以替代的关键作用,这个时候大家才发现,中国需要有自己的导航系统,1994年,我国启动北斗卫星导航试验系统建设。
然而北斗工程的核心技术问题——信号“快捕精跟”(快速捕捉精确跟踪的缩写)却迟迟无法解决,当时还在攻读博士研究生的王飞雪因为偶然的机会参加了北斗工程建设“诸葛亮会”,在得知“快捕精跟”问题没有解决,王飞雪主动和自己的导师请缨,和自己的同学组建团队,攻克这一难题。
王飞雪经过研究,将新兴的计算机技术引入卫星信号处理领域,提出全数字信号处理技术这一崭新的技术路线,堪称世界首创。
但是一些科学家并不放心,这些学生提出的技术方案,他们提出要风险同担,研制单位先拨60万,另外60万由国防科技大学垫付,待设备研制成功后,使用单位再支付。换句话说,如果攻关失败,那么这60万就算他们交学费了,在当时60万可不是一笔小数目,而且王飞雪等人还只是学生,然而国防科技大学还是同意给王飞雪等人拨款,正式成立了北斗团队。
1998年,王飞雪团队成功研制出北斗一号全数字快捕和信号接收系统,经过测试得到的第一批“快捕精跟”数据,效果远远超出了大家的期望值。北斗“快捕精跟”技术设备,更是先后获全军科技进步一等奖、国家科技进步二等奖。
这一年,王飞雪才27岁,还是一名学生,就攻克了一项世界难题,而且还是全球首创。1998年,王飞雪博士毕业,他的同学也想出国留学,纷纷劝他一起去国外深造,以后还能把家人接出去,定居国外,而王飞雪拒绝了这样的提议,选择留在国防科技大学任教,从事卫星导航定位技术工程研究。
当时中国的北斗导航启动的是“三步走”发展战略,先区域后全球,先后建成北斗一号、北斗二号、北斗三号系统。
2000年, 中国发射了两颗静止轨道卫星北斗一号,完成了北斗卫星导航试验系统,2004年中国开始了北斗二号的建设,2006年,国家准备对北斗一号导航系统体制进行升级。当时北斗一号已成功运行多年,系统运行稳定正常,大家一致主张继续沿用原来的技术指标和基本参数。但王飞雪认为,如果仅仅是单纯的硬件更新,系统性能效果提升不会有质的飞跃。王飞雪和团队大胆提出了一套最新的编码理论改造应用方案。
2007年,北斗首星发射,然而刚刚发射,就遭遇了某国的电磁干扰,如果无法解决,将会影响接下来的北斗建设任务。
王飞雪再次主动请缨,说三个月攻克难题,而王飞雪仅用了70天完成了抗干扰卫星载荷(是指航天器上装载的为直接实现航天器在轨运行要完成的特定任务的仪器、设备、人员、试验生物及试件等)。经测试,他们研制的抗干扰卫星载荷,性能指标比原来大幅提高,在某区域卫星信号有效接收率从不足50%,跃升为接收率100%!抗干扰能力整整提高了1000倍!
2015年3月,我国北斗全球系统首颗试验卫星成功发射。在轨测试表明,王飞雪和团队承担研制的星载设备,在高精度、抗干扰、抗辐照等技术性能上再次获得重大突破。他曾表示要掌握国际话语权,必须要靠实力
王飞雪提出的编码理论改造应用方案也应用到北斗二号上,带动了整个北斗短消息服务系统效能的跃升:所有的终端设备功耗降低一半,抗干扰性能提升一倍,各项参数达到最优值。
王飞雪和团队先后破解了体制、编码等一系列核心难题,还先后攻克了卫星导航领域的数十项关键技术,不仅研制出第一台手持式北斗用户机,攻克了北斗导航定位系统核心信号,承担了北斗系统某核心模块95%的研制任务,研制出60套关键卫星载荷……
王飞雪可以说为中国北斗导航建设立下了汗马功劳。2020年左右,我国将建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。中国北斗导航和GPS相比,还具有位置报告和短报文通信功能,这样使用北斗系统不仅可以知道对方的位置,还能通过70个汉字的短报文进行联系,就像发短信一样
“一般人说研发之苦,莫过于十年磨一剑。但对于北斗这样的大国重器来说,25年来我们一直在努力磨好这柄利剑。这条路,没人知道哪里是尽头,但我们必须走下去,如果说是使命感,这就是我们的使命感——为建设世界上最好的卫星导航系统奋斗终生。”(胖福)
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