深空萬里，挑戰(zhàn)北斗空間應(yīng)用新高度
——訪國(guó)家“千人計(jì)劃”特聘專家王盾

王盾，工學(xué)博士，研究員。國(guó)家“千人計(jì)劃”特聘專家，中國(guó)空間技術(shù)研究院特聘首席專家，航天恒星科技有限公司導(dǎo)航領(lǐng)域首席專家。歷任北京航空航天大學(xué)講師、日本古野電器公司主干研究員、航天恒星科技有限公司科技委副主任。

隨著智能化時(shí)代的來臨，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)的密切結(jié)合愈加需要精確的時(shí)空基準(zhǔn)，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)作為提供時(shí)空基準(zhǔn)服務(wù)的國(guó)家空間基礎(chǔ)設(shè)施，日益成為現(xiàn)代信息服務(wù)不可或缺的基礎(chǔ)支撐?！笆濉逼陂g，北斗導(dǎo)航將實(shí)現(xiàn)“天基地基、室內(nèi)室外、通信導(dǎo)航、國(guó)計(jì)民生”融合發(fā)展，打造升級(jí)版系統(tǒng)，全面貫通感知傳輸?shù)谋倍贩?wù)鏈。

日前，本刊記者對(duì)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用領(lǐng)域?qū)＜彝醵芫捅倍沸l(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、高軌自主導(dǎo)航技術(shù)、創(chuàng)新理念與人才培養(yǎng)等話題進(jìn)行了專訪。

以國(guó)為重：投身祖國(guó)航天事業(yè)

20世紀(jì)90年代，王盾赴日本東京大學(xué)留學(xué)，獲得工學(xué)博士學(xué)位后在日本企業(yè)界長(zhǎng)期從事衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的相關(guān)研發(fā)工作。

在國(guó)外工作期間，王盾參與了日本國(guó)家級(jí)重大項(xiàng)目——準(zhǔn)天頂衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（QZSS）的開發(fā)工作，負(fù)責(zé)LEX導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)信號(hào)（一種L頻段高精度導(dǎo)航增強(qiáng)信號(hào)）地面監(jiān)測(cè)設(shè)備的研制，解決了LEX信號(hào)長(zhǎng)碼直捕、高效CSK（碼移鍵控）解調(diào)、周末自動(dòng)復(fù)位等關(guān)鍵技術(shù)課題，取得美國(guó)和日本多項(xiàng)專利授權(quán)。該型監(jiān)測(cè)設(shè)備已安裝于日本、美國(guó)、澳大利亞、泰國(guó)和印度等國(guó)家的多處QZSS導(dǎo)航信號(hào)監(jiān)測(cè)基站。

大學(xué)之道，以國(guó)為重?！懊恳粋€(gè)在海外生活的中國(guó)人都有一個(gè)期待祖國(guó)富強(qiáng)、民族復(fù)興的中國(guó)夢(mèng)，只是這個(gè)中國(guó)夢(mèng)的表現(xiàn)形式和程度有所不同”，王盾的語(yǔ)氣平靜而堅(jiān)定。20世紀(jì)90年代以來，中國(guó)航天事業(yè)迅猛發(fā)展的勢(shì)頭和取得的傲人成就引起廣泛關(guān)注。王盾在日本的博士導(dǎo)師曾向他感慨，未來是你們的天下。作為一個(gè)對(duì)航天有著天然感情的導(dǎo)航人，身處國(guó)外的王盾一直積極關(guān)注國(guó)內(nèi)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的規(guī)劃與建設(shè)，參與北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)成為他回國(guó)的最大動(dòng)力。

長(zhǎng)期以來，世界衛(wèi)星導(dǎo)航的版圖被美國(guó)的GPS系統(tǒng)和俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)占據(jù)，盡管日本在以車載導(dǎo)航為代表的衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展較早，但在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)方面開展得較遲，投入有限。而且作為一個(gè)外國(guó)人，想要深度參與日本衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)也會(huì)受到一定的限制。中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)的蓬勃發(fā)展為生活在世界各地從事衛(wèi)星導(dǎo)航相關(guān)工作的中國(guó)人提供了一個(gè)“上知天、下知地”的事業(yè)發(fā)展大舞臺(tái)，這樣的前景強(qiáng)烈地吸引著王盾。2011年，王盾結(jié)束了近20年的留學(xué)生涯回到祖國(guó)，加入到北斗系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用的國(guó)家隊(duì)中。王盾說：“能將自身所學(xué)投入到祖國(guó)的北斗事業(yè)和航天事業(yè)中，這既是一種榮耀，也是個(gè)人成就的滿足。因?yàn)楹教焓聵I(yè)總能給我們帶來驚喜，不斷拓展我們的認(rèn)知邊界與觸摸的極限，也因?yàn)檫@份事業(yè)里有來自一個(gè)國(guó)家的最高認(rèn)可和實(shí)力體現(xiàn)?！?/p>

轉(zhuǎn)型之路：從技術(shù)專才到領(lǐng)軍人物

國(guó)外的工作歷練，讓王盾從一個(gè)年輕的求學(xué)者成長(zhǎng)為一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的工程技術(shù)高級(jí)專業(yè)人才，領(lǐng)悟到了作為一個(gè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)者應(yīng)該具備的素質(zhì)和職業(yè)操守，這為他日后回國(guó)發(fā)展積累了勢(shì)能。為了更好地圓自己的中國(guó)夢(mèng)，王盾選擇到國(guó)內(nèi)的航天企業(yè)發(fā)展，而他的目標(biāo)就是負(fù)責(zé)北斗衛(wèi)星系統(tǒng)研制與應(yīng)用的航天恒星科技有限公司。

加入航天恒星后的王盾首先面臨著角色轉(zhuǎn)型升級(jí)的要求。在海外工作期間，他主要關(guān)注的是具體技術(shù)問題的解決和自身團(tuán)隊(duì)的管理?；貒?guó)后，航天恒星為王盾創(chuàng)造了良好的工作環(huán)境，任命他為公司科技委副主任，并成為國(guó)家“千人計(jì)劃”特聘專家。這要求王盾具備更加廣闊的視野和大局觀、對(duì)整個(gè)領(lǐng)域技術(shù)前沿發(fā)展的敏感、以及與多方溝通協(xié)調(diào)的能力，站在更高的角度謀劃企業(yè)在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域的發(fā)展規(guī)劃、把控研發(fā)技術(shù)質(zhì)量、提升產(chǎn)品性能和年輕員工的技術(shù)水平?；仡櫥貒?guó)幾年來的經(jīng)歷，王盾說道：“從具體的技術(shù)專業(yè)人才到技術(shù)領(lǐng)軍人物的轉(zhuǎn)變，對(duì)我本人來講，是一個(gè)在更大舞臺(tái)上學(xué)習(xí)成長(zhǎng)的過程，只有回到祖國(guó)才能得到這樣的發(fā)展機(jī)遇?！?/p>

十年磨一劍，過去的十年是中國(guó)航天創(chuàng)新發(fā)展的十年。從北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)、飛行器交會(huì)對(duì)接到載人航天的實(shí)現(xiàn)，王盾參與并見證了航天事業(yè)的快速發(fā)展，特別是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展的歷程。隨著北斗二號(hào)的建設(shè)完成，我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了一套包括基礎(chǔ)產(chǎn)品、應(yīng)用終端、運(yùn)行服務(wù)等在內(nèi)的較為完整的應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈。2017年1月9日，北斗二號(hào)工程榮獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)，體現(xiàn)了國(guó)家對(duì)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的高度重視，充分表明了國(guó)家建設(shè)發(fā)展北斗系統(tǒng)的決心和信心。王盾認(rèn)為，未來北斗三號(hào)全球系統(tǒng)建設(shè)完成后，在空間飛行器導(dǎo)航授時(shí)領(lǐng)域，將可實(shí)現(xiàn)真正意義上的、基于北斗的全時(shí)空、高精度、高可靠的定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)，從而使北斗發(fā)揮更加主導(dǎo)的作用，這為我國(guó)的衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)品走向世界帶來了新的發(fā)展機(jī)遇;包括北斗空間應(yīng)用產(chǎn)品在內(nèi)，各類應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的制定需要走在前面。對(duì)于北斗的發(fā)展前景，王盾滿懷信心：“北斗是大國(guó)重器，肩負(fù)國(guó)防及國(guó)家安全應(yīng)用，不會(huì)也不允許因?yàn)槿蚴袌?chǎng)競(jìng)爭(zhēng)而退縮，將會(huì)隨著競(jìng)爭(zhēng)更加完善，為中國(guó)及全世界提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。”

20世紀(jì)80年代末期，王盾出國(guó)之前恰逢北斗一號(hào)最初論證之際，20年后，他回國(guó)終于參與了自己國(guó)家的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)，這是最令他驕傲的事情。

技術(shù)亮劍：探索衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用新領(lǐng)域

目前，航天恒星科技有限公司已可為低軌衛(wèi)星的導(dǎo)航授時(shí)需求提供實(shí)時(shí)在軌亞米級(jí)和事后處理毫米級(jí)精度的成熟貨架產(chǎn)品，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。低軌衛(wèi)星是指在3000km高度以下軌道上飛行的衛(wèi)星，在高于8000km以上的軌道，基于導(dǎo)航衛(wèi)星的航天器導(dǎo)航授時(shí)應(yīng)用鮮少，多處于學(xué)術(shù)探索研究的階段。

2014年10月，探月三期再入返回飛行試驗(yàn)器服務(wù)艙和返回器搭載了航天恒星研制的GNSS導(dǎo)航接收機(jī)。國(guó)際上首次在50000km的高度上實(shí)現(xiàn)了基于導(dǎo)航衛(wèi)星的高軌航天器實(shí)時(shí)在軌自主導(dǎo)航，為再入返回飛行試驗(yàn)器服務(wù)艙在50000—5000km高度的轉(zhuǎn)移軌道上全程提供了實(shí)時(shí)在軌的連續(xù)定位和測(cè)速數(shù)據(jù)，綜合性能達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

基于導(dǎo)航衛(wèi)星的探月返回在軌自主導(dǎo)航任務(wù)有兩大技術(shù)難題：一是軌道高度超越導(dǎo)航衛(wèi)星的軌道高度，導(dǎo)航信號(hào)功率衰減嚴(yán)重，過去在地面和低軌空間應(yīng)用成熟的算法已經(jīng)難以適應(yīng)任務(wù)要求；第二，返回器以第二宇宙速度返回地球，進(jìn)入大氣黑障后再魚躍彈起落下，任務(wù)要求在如此高的動(dòng)態(tài)下保證衛(wèi)星導(dǎo)航定位測(cè)速數(shù)據(jù)的連續(xù)性和準(zhǔn)確性。為了克服這兩大難題，王盾帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)齊心協(xié)力研究出了適用于高軌空間應(yīng)用的弱信號(hào)捕獲跟蹤算法和超高動(dòng)態(tài)環(huán)境下的信號(hào)快捕與跟蹤算法，突破了GNSS高軌自主定軌等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，為返回器的精確再入控制提供了準(zhǔn)確測(cè)量數(shù)據(jù)，保障了探月任務(wù)的順利完成（見圖1）。

時(shí)隔兩年，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在新一代大推力火箭長(zhǎng)征五號(hào)的發(fā)射任務(wù)上又得到了創(chuàng)新應(yīng)用。大型火箭在發(fā)射升空后箭器分離，需要對(duì)箭體的散落點(diǎn)和散落過程進(jìn)行掌控和監(jiān)測(cè)。當(dāng)火箭發(fā)射場(chǎng)位于海岸附近、火箭落位于海洋深處時(shí)，在遠(yuǎn)離陸地的海面布設(shè)傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)需要投入很大的資源。將北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)特有的短報(bào)文功能應(yīng)用于箭體散落監(jiān)測(cè)，不僅可以獲得實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，而且高效和經(jīng)濟(jì)。

王盾坦言：“在接到這個(gè)任務(wù)時(shí)，距離火箭發(fā)射只剩下不到3個(gè)月的時(shí)間，研制攻關(guān)時(shí)間緊、任務(wù)重、難度大?！币环矫妫醵芩诘暮教旌阈菍?dǎo)航事業(yè)部科學(xué)分解任務(wù)，合理配置資源，組織專職團(tuán)隊(duì)，嚴(yán)格執(zhí)行紀(jì)律，從而實(shí)現(xiàn)工程技術(shù)和進(jìn)度的風(fēng)險(xiǎn)管控；另一方面，基于良好的技術(shù)儲(chǔ)備，研制團(tuán)隊(duì)發(fā)揚(yáng)航天拼搏精神，全力以赴，攻堅(jiān)克難，反復(fù)測(cè)試試驗(yàn)，在充分考慮火箭的動(dòng)態(tài)特性、海洋特殊環(huán)境等多方面因素的基礎(chǔ)上，成功研制出十幾套導(dǎo)航設(shè)備，較好地完成了任務(wù)。這次任務(wù)的成功實(shí)施充分展示了在北斗二號(hào)服務(wù)區(qū)域的邊緣地帶，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)仍然可以為高動(dòng)態(tài)用戶提供高精度的定位測(cè)速服務(wù)和實(shí)時(shí)短報(bào)文通報(bào)服務(wù)（見圖2）。

創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)：開拓鉆研加強(qiáng)人才培養(yǎng)

星辰浩瀚，探索不息。只有不斷創(chuàng)新，砥礪前行，才能取得更加輝煌的成就。國(guó)外的很多創(chuàng)新理念對(duì)中國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展具有一定的借鑒意義，例如精簡(jiǎn)高效的團(tuán)隊(duì)管理、注重技術(shù)創(chuàng)新和轉(zhuǎn)化應(yīng)用等。但是國(guó)外經(jīng)驗(yàn)不能照搬，因?yàn)閲?guó)情不一樣、企業(yè)文化不一樣、面向的市場(chǎng)也不一樣。王盾指出，“搞好企業(yè)創(chuàng)新，一定要結(jié)合國(guó)情，走出適合自己的發(fā)展道路”。

企業(yè)創(chuàng)新文化的建設(shè)需要發(fā)揚(yáng)傳統(tǒng)，繼往開來。中國(guó)航天的拼搏創(chuàng)新文化是最讓王盾欽佩和尊重的?！捌床珓?chuàng)新的重點(diǎn)在追趕。面對(duì)型號(hào)任務(wù)，我們能高效地組建團(tuán)隊(duì)解決問題、占領(lǐng)陣地、沖鋒陷陣。從過去的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)來看，我們追趕世界先進(jìn)水平的速度快、效率高，這種好的傳統(tǒng)要保持發(fā)揚(yáng)，”王盾說，“下一步，我們要考慮深化創(chuàng)新，形成一種創(chuàng)新自覺。現(xiàn)在我們已經(jīng)跑到前面，接下來如何繼續(xù)往前發(fā)展？這是需要認(rèn)真思考的?！?/p>

技術(shù)創(chuàng)新需要刻苦鉆研，勇攀高峰。作為公司科技委副主任，王盾非常重視青年創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，“青年在中國(guó)航天隊(duì)伍中發(fā)揮著承上啟下的作用，我們要在人才培養(yǎng)方面不斷探索實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的創(chuàng)新突破?！睂?duì)于青年關(guān)心的成長(zhǎng)平臺(tái)問題，王盾強(qiáng)調(diào)，青年骨干要加強(qiáng)自我學(xué)習(xí)，相互交流和深入鉆研。首先應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，知識(shí)技術(shù)在不斷進(jìn)步發(fā)展中，要保持領(lǐng)先就要不斷學(xué)習(xí)，包括自我學(xué)習(xí)和參加內(nèi)部培訓(xùn)等。其次，創(chuàng)新需要交流，博取眾長(zhǎng)才能有目的地創(chuàng)新，例如積極參加北斗導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會(huì)和學(xué)術(shù)交流會(huì)等。通過學(xué)習(xí)掌握最新知識(shí)，通過相互交流吸取經(jīng)驗(yàn)，通過鉆研突破前沿，進(jìn)而深化創(chuàng)新。在青年員工自我強(qiáng)筋健骨的同時(shí)，企業(yè)應(yīng)積極創(chuàng)造條件幫助他們“走出去”，讓他們?nèi)ジ蟮膱?chǎng)合鍛煉成長(zhǎng)。

毛凌野_報(bào)道 甄小云_攝影