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27歲攻克世界難題,讓中國擁有北鬥導航系統的王飛雪究竟多牛?

作者:胖福的小木屋

自20世紀70年代以來,美國陸軍、陸軍、海陸軍和空軍共同開發了新一代GPS,稱為GPS。

27歲攻克世界難題,讓中國擁有北鬥導航系統的王飛雪究竟多牛?

在GPS發展的某個階段,中國科學家認為我們也應該建立自己的導航系統,但這個想法遭到了一些人的反對,他們認為GPS是一種成熟的技術,可以"拿"來使用,中國的資金有限,不需要單獨建造。

當時,中國航天技術專家、神舟飛船總設計師齊法奇、兩顆炸彈一星元勳陳方雲、孫家東等都決心打造。在對負責跟蹤GPS進展的GPS進行研究時,譚樹森教授發現,雖然該系統對民用導航信号向世界開放,但也存在許多不确定性。過度依賴GPS可能對國防安全構成嚴重威脅。而且,核心技術是用錢買不到的,引進仿制品也不遠了,中國必須自主研發衛星導航系統。

27歲攻克世界難題,讓中國擁有北鬥導航系統的王飛雪究竟多牛?

1983年,雙彈、一星院士陳方雲首先提出了一種不同于GPS技術的雙星定位理論路線,即把地球中心作為虛拟衛星,然後發射兩顆地球同步衛星形成星座,實作區域内地面目标的快速定位。由于一些科學家的反對,在财政困難時期建造衛星導航系統的想法已被擱置了一段時間。

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1989年,我國利用通信衛星進行二星定位示範驗證明驗,證明了北鬥衛星導航實驗系統技術體系的正确性和可行性。

然後,在1991年海灣戰争爆發時,GPS在空中平台導航、武器發射瞄準、精确制導、目标定位等重要作戰環節都發揮了不可替代的關鍵作用,這次我們發現中國需要有自己的導航系統,1994年,中國啟動了北鬥衛星導航試驗系統建設。

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然而,北鬥工程的核心技術問題——信号"快速抓細跟"(簡稱快速抓細跟蹤)被耽誤了,當時還在攻讀博士生的王飛雪,因為有機會參加北鬥項目建設的"朱格力芸會",在得知"快抓精"的問題還沒得到解決, 王飛雪主動請他的導師,和他的同學們組成一個團隊來克服這個問題。

王飛雪經過研究,将新興的計算機技術引入衛星信号處理領域,提出了全數字信号處理技術的新技術路線,這是世界上第一的。

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但有些科學家并不自在,這些學生提出了技術方案,他們提出要承擔同樣的負擔,開發機關先撥款60萬,再撥出60萬,由國防科技大學推進,直到裝備研制成功,才用機關支付。也就是說,如果攻擊失敗了,那麼60萬人即使繳納學費,當時的60萬分也不是一筆小數目,而王飛雪等人還隻是學生,但國防科技大學還是同意給王飛雪等人經費,正式成立北鬥隊。

1998年,王飛雪團隊成功研發出北鬥1号全數字快速采集和信号接收系統,經過第一批"快抓跟"資料的測試,效果遠遠超出了大家的預期。北鬥"快抓用"技術裝備,還榮獲全軍科技進步一等獎、國家科技進步二等獎。

27歲攻克世界難題,讓中國擁有北鬥導航系統的王飛雪究竟多牛?

那一年,王飛雪年僅27歲,還是一名學生,克服了一個世界性的問題,也是世界第一。1998年,王飛雪博士畢業,同學們也想出國留學,曾建議他出國深造,後來也可以帶家人出國、出國定居,而王飛雪拒絕了這樣的提議,選擇留在國防科技大學任教,從事衛星導航定位技術工程研究。

當時,我國北鬥航海開始了"三步走"的發展戰略,先是區域後再全球化,先是北鬥1、北鬥2、北鬥3号系統。

2000年,中國發射了兩顆地球靜止軌道衛星北鬥-1,完成了北鬥衛星導航試驗系統,2004年中國開始建設北鬥2号,2006年,國家準備更新北鬥一号導航系統。當時,北鬥1号已經成功運作多年,系統運作平穩正常,大家都同意繼續使用原有的技術名額和基本參數。但王飛雪認為,如果隻是簡單的硬體更新,系統性能的提升不會有質的飛躍。王飛雪一行大膽地提出了一套最新的編碼理論轉化應用方案。

27歲攻克世界難題,讓中國擁有北鬥導航系統的王飛雪究竟多牛?

2007年,北鬥的首顆星發射,然而,剛剛發射,遇到了來自一個國家的電磁幹擾,如果不加以解決,将影響下一次北鬥的建設任務。

王飛雪再次主動提出要求,稱三個月來攻克難題,而王飛雪僅用了70天就完成了衛星的有效載荷抗幹擾(指航天器裝載後才能直接實作航天器在軌完成具體任務的儀器、裝置、人員、試驗生物和試驗件)。經過測試,他們研制出的抗幹擾衛星有效載荷,性能名額比原來明顯提高,在一個地區衛星信号有效接收率從不到50%躍升至100%的接收率!抗幹擾能力提高了整整1000倍!

27歲攻克世界難題,讓中國擁有北鬥導航系統的王飛雪究竟多牛?

2015年3月,北鬥全球系統首顆測試衛星成功發射。在軌試驗表明,王飛雪及其團隊承擔了機載裝置的研制,在高精度、抗幹擾、防照射等技術性能上再次取得了重大突破。他曾說過,要想有國際發言權,就必須靠實力。

王飛雪的編碼理論轉換應用方案也應用到北鬥II,導緻整個北鬥短信服務系統效率的飛躍:所有終端裝置功耗降低一半,抗幹擾性能翻倍,參數達到最優值。

27歲攻克世界難題,讓中國擁有北鬥導航系統的王飛雪究竟多牛?

王飛雪團隊已經破解了系統、編碼等一系列核心問題,還攻克了衛星導航領域的數十項關鍵技術,不僅研發了第一台手持式北鬥使用者機,克服了北鬥導航定位系統的核心信号,承擔了北鬥系統核心子產品95%的研發任務, 開發了60套關鍵衛星有效載荷...

27歲攻克世界難題,讓中國擁有北鬥導航系統的王飛雪究竟多牛?

王飛雪可以說是為我國北鬥的航海建設建立了汗馬信用。2020年前後,中國将建成全球北鬥衛星導航系統。與GPS相比,北鬥導航在中國還具有位置報告和短信通信功能,讓北鬥系統的使用不僅可以知道對方的位置,還可以通過70個漢字的短信進行聯系,比如發短信。

27歲攻克世界難題,讓中國擁有北鬥導航系統的王飛雪究竟多牛?

"一般人說,研發之痛,無非是磨一把劍的十年。但對于像北鬥這樣的大國來說,25年來,我們一直在努力磨練這把劍。沒有人知道這條路的盡頭在哪裡,但我們必須繼續前進,如果這是一種使命感,那就是我們的使命感 - 一生為世界上最好的衛星導航系統而戰。"

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