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有了GPS为什么还要做北斗导航?

2020.08.07 10:12:15   浏览:1950   1
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本文来自:摩登中产,原文见此

1983年,大韩航空007号航班,从纽约起飞后,离奇迷航至苏联上空。

天色昏暗,苏军射击警告,客机并未察觉,在即将飞离苏联领空时,被导弹击落。

消息传出,举世震惊,冷战阴云正浓,美苏强压怒火,等待黑匣子调查结果。

结果显示,客机闯入领空是因地磁导航故障。同年,美国总统里根决定将建设中的GPS系统,开放全球民用。

普通民众第一次可清晰知道,自己身在星球何处。

两年后,中方负责人卜庆君参加美国GPS研讨会,归国后却另有忧虑。

研讨会上,美方明言,特殊情况下将采取三重措施:降低精度、关闭区域甚至更换通信编码。

因不可受制于人,卜庆君拜访中科院院士陈芳允,商讨中国的卫星定位系统。

陈芳允毕业于清华,抗战时执教西南联大,留洋时设计过世界第一部海用雷达,归国后研发过第一颗卫星,七十年代曾提出卫星定位“灯塔”计划,但无奈搁浅。

美国GPS定位用四星测距,为节约,陈芳允设计出“两星定位”方案,然而受限于八十年代国力,计划再度尘封。老人无奈写诗,“人生路必曲,仍须立我志”。

卫星定位再成焦点,已是九十年代初。

1990年夏天,美国GPS系统第8颗卫星发射当日,海湾战争打响。

多国部队穿越茫茫沙海,伊军茫然无措,伊拉克战俘称,“我们从来不敢进沙漠,在那会把自己丢掉”。

因为天空上的星辰凝视,海湾战争中,伊军伤亡超10万,而美军阵亡仅146人。精确制导的导弹,可以准确钻入前一枚炸出的缺口。

尚未成熟的定位系统,主宰了战争,也摇动着世界的天平。

1993年,中国货轮银河号,遭美方质疑运有违禁化学品。美方关闭了所在海域GPS信号,货轮无奈在印度洋上漂流了33天。

第二年,中国启动北斗一号系统建设。

九年前的“两星定位”,成为北斗一号主方案。最开始没卫星,项目组从其他两个卫星计划中,腾挪出两颗备用卫星。

1995年,卜庆君去哈工大招人,博士生应聘时都问了两个问题:待遇多少?能解决住房吗?

当时,广州一企业正在校招,月薪五千,提供住房。最终,卜庆君一名博士生没招到,只有四五名本科生愿意前往北京。

几经周折后,团队终有雏形。科学家们为北斗设计了两个新功能,一个是让迷途中人可以发120字短讯求助,一个是让用户5秒之内获得导航反馈。

2000年10月,北斗首星发射,一个多月后,第二颗北斗卫星也被送入太空,中国成为美俄后,第三个建成卫星导航的国家。

2002年,欧盟发起“伽利略”卫星计划,彼时,中方遇技术瓶颈,欧盟缺研发基金,双方决定联手开发。

然而,蜜月苦短,2006年,中国忽被排除在项目外,决议不让表态,资料不让浏览,技术不被告知,欧洲媒体称“中国人感到被严重利用甚至是羞辱了”。

中国开始独立研发北斗。

此时星空之上,卫星导航黄金频段已被美俄占去,只余一小段频率资源,国际电联约定:卫星先到者先得,且过期作废。

过期期限设在2007年4月17日。

2007年4月11日,北斗二号首颗卫星,随火箭进入发射架。然而发射前忽出故障,团队紧急抢修3天3夜。

4月14日凌晨4时11分,火箭终于升空,卫星开始变轨调整。

4月16日晚8时,卫星信号从两万公里外的太空传回,此时距频率失效仅剩4小时。

现场一片欢腾,那些常年沉默的人,放声哭笑。

人群中没有陈芳允,老人早在2000年北斗一号首星发射前数月,因病辞世。

晚年,他一直住在黄寺大街大院宿舍内,家中只有简朴家具和一台不大电视,见客所言,皆是卫星,有时谈至深夜,水泥小楼外满天星辰。

他年轻岁月,在西南联大执教时,那一代人,都爱唱那首《毕业歌》:

巨浪,巨浪,不断地增长!
快拿出力量,
担负起天下的兴亡!

与欧盟转为竞争对手后,北斗遭遇的第一重考验,就是原子钟。

卫星在太空定位,主要用时间计算空间,卫星里的原子钟,决定着测距精度。

此前,瑞士一家公司承诺出口原子钟,但被要求必须比伽利略所用的,低一个数量级精度。

北斗转为独立研发后,瑞士公司忽然终止合作,原子钟只能自造。

北斗团队中那群沉默的科学家,开始了无数日与夜。

最终,中国自研原子钟成功,300万年仅误差1秒,部分指标已超越GPS和伽利略系统。

北斗遭遇的第二重考验,是建设海外地面站。

因地缘政治,中国很难仿效美国GPS,在全球建立地面站。

北斗团队为此发明了星间链路,让卫星互联,只要有一颗卫星在中国领空,所有卫星便能通过它,联系到国内地面站。

星间链路一个关键技术方案,提出者康成斌,当年只有29岁。

北斗科学家将这项技术形容为“让宇宙中的两颗尘埃私聊”。

无穷的挑战贯穿漫长的岁月,而作为人造星辰,北斗还需应对苍穹一怒。

北斗系统中,每一颗卫星都有既定位置,也因此有指定发射窗口。有时遭遇雷雨,亦要冒险发射。

2011年7月,北斗第9颗卫星发射,发射前半小时,西昌电闪雷鸣,时间在惊雷中流逝。

发射窗口关闭前5分钟,雷电短暂间歇,火箭趁机升空,升空数十秒后,雷击再现。

比惊雷更难捱的还有时间的风浪。北斗一支合作团队,曾连续十年,出海搜集数据。风浪无止无歇,大洋无边无界。

漫长的时间,总能识别人心。

2007年,北斗二号卫星发射后,从清华前往斯坦福留学的博士生高杏欣,修改了北斗卫星上的民码编码。

2009年,有论坛发布消息称“清华女生修改北斗送给美国”,一时舆论哗然。

几年后,流言不歇,北斗团队中的80后女生,年轻的博导徐颖,参加一科普演讲时,谈起此事。

她说,实际上清华女生只破译了没有加密的民码信号,并无难度,而且2012年中国已公开了民码格式。

而除了民码之外,北斗还有军码,徐颖说:

如果想修改军码系统,我们建议更简单的方式。那就是造时空穿越机,穿越回北斗军码设计的时候,在旁边偷听好了。
演讲视频当年播放量超两千万,徐颖被网友称为北斗女神。

她浑不在意,她说她只是北斗普通一员,茶杯里泡着枸杞,压力大也会买买买,偶尔也有中年危机。

她和他们,只是心有定数,便不再迷路。

2008年,汶川地震,震中映秀一度音信断绝。

地震20余小时后,第一支部队突破死亡线,进入映秀,借助北斗,发出百字短讯,这是震中传出的第一条消息。

此后,指挥部紧急调配了1000多台北斗终端,救援部队借此发送了74万条短讯,字字千金。

这是北斗首次登上公众舞台,此后数年,北斗巡视山河,悄然改变着我们的生活。

在上海,它记录所有公交车轨迹,提供实时到站预报;在伊犁,它精确引导拖拉机,每千米播种作业偏差不超2.5厘米。

在青海,它守护着藏羚羊迁徙路线,看着藏羚羊穿越长夜昏晓,穿越无人之地。

在东南沿海,当地渔民已有歌谣:出海一拜妈祖,二拜北斗。

渔民们放弃了传统的GPS,大海上只知经纬意义不大,而用北斗,遭遇危险时,可互相预警。

这只是开始,最近数月,北斗定位标绘了武汉火神山,遥感重测了珠穆朗玛峰,并帮监管部门找回了屡屡消失的獐子岛扇贝。

徐颖说,北斗如水、电、公路一样,是国家基础,“北斗应用只受想象力的限制”。

巡天的北斗已完成了最初的梦。

它已有7亿终端,成为130个国家默认导航系统。在泰国,超2000万辆摩托车管理,依靠北斗定位。

今年6月23日,北斗系统最后一颗组网卫星发射,最后这颗卫星被昵称“吉星”。

至此,中国耗时26年,投入超120亿美元,总计将59颗人造卫星送入苍穹。

苍穹之下,那群造星星的人,参与人数超30万,目前队伍以80后,90后为主,平均年龄31岁。

他们沉默少言,穿越了三个时代,世事百幻,心志如一。

北斗发射完成后,媒体采访团队工程师,他冷静陈述,但说着说着,无声流泪:

有些事情,总要有人做,就是沉默地做,哪怕看不到尽头,也要坚持做下去。
这个时代,变化的故事已经太多,但令人尊敬的,终究是不变的故事。

……

无数个仲夏夜,一代代幼童仰望星空,第一次分辨银河,第一次看到北斗。

星星的故事诡秘神奇,唯有北斗,关乎的是实用的生存。

他们的人生前路,迷宫连环无尽,而走出迷宫,终需不变的方向。

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  1. art 171.83.125.67 Linux Chrome 91.0.4472.114
    完美
    2021年10月23日 下午10:26  @回复  Δ-9楼

   

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