二、艰难起步

  • 新华社为此发布消息说:“利用两颗卫星将快速定位、通信和定时一体化并获得理想的试验数据,这在国际上还是首次,快速定位精度达到了国际先进水平。”
  • 中心党委丝毫不敢大意,紧急下达命令:“严防死守,绝不让非典病毒进入发射场。”
  • 总装首长对系统工程师们的评价是:“质量建设生力军,科技攻关领头羊。”

北斗卫星定位成功立项

1989年9月25日,在国防科工委司令部测控部的组织领导下,由总参测绘局、成都电子部10所、计量科学院等单位一起在北京进行了“首次双星快速定位通信系统”的功能演示。

在不足30平方米的临时机房里,设置着信号接收和定位计算中心。北京某地的用户设备利用我国定点于赤道上空东经87.5度和110.5度的两颗通信卫星进行试验,经计算机处理参数,一秒钟后显示屏上就出现了这个用户的精确地理位置,与档案记载的误差在20米以内。

机房里响起了热烈的掌声。“首次双星定位通信系统”的功能演示获得了成功。

这次功能演示不仅定位精度准确,而且这个系统还可以进行简单的报文通信和时间发播。在世界上第一次实现地面目标利用两颗卫星快速定位、通信和定时一体化,为我国研制、发展双星导航定位系统奠定了理论和技术基础。

第二天,新华社为此发布消息说:

利用两颗卫星将快速定位、通信和定时一体化并获得理想的试验数据,这在国际上还是首次,快速定位精度达到了国际先进水平。这项卫星应用尖端技术,标志着我国独立开发利用卫星通信资源有了新的突破。

1993年,“双星定位通信系统”被列为“九五”计划中的任务。1994年1月,“双星定位系统”正式立项研制,同时根据后来任北斗星通总经理赵耀升提议,正式命名为“北斗”卫星定位导航系统。

“北斗”卫星定位导航系统在测绘、航天、航空、航海、矿山、运输、抢险救灾和国防建设等方面具有广泛的应用价值。

后来这个系统的研制成功,标志着我国独立开发利用卫星通信资源有了新的突破。此项目获得国防科工委科技进步一等奖。

这4次大的科研项目均获得成功,沈荣骏却拒绝在上报奖励完成人时填写自己的名字。他谦虚地说:“这都是陈芳允挂帅搞的科研项目,我只不过给他一点支持,功劳应该是陈先生的。”

陈芳允谈到沈荣骏时,赞赏地说:“沈荣骏在基地航测处时就作技术方案,他对中国航天测控网的建设有很大的贡献。很多人反对我提出的微波统一测控系统,沈荣骏支持我搞,给了我很大帮助。国防科研不是哪一个人能独立完成的,都是大系统,这些项目没有沈荣骏的支持,我很难获得成功。”

陈芳允终于把自己的想法变成了现实。其实操作精神对于每个人来说都非常重要,任何一个想法再美好和神奇,如果不能操作或是实现,就等于零。

这里无需去描述他发明创造的技术过程,他的设想的提出,到寻找机会问世,让人们去认识它、接受它并使用它,就经过了整整10年的时间,我们仅仅从这一点就可以知道他经过了百折不挠的努力。

这对于一个科学家而不是社会活动家的陈芳允来说是多么不容易。他年年、月月、天天都是安静地在工作现场、办公室、实验室、书房里看书搞科研。这中间,一个科学家不仅要搞科研,完善所研究的项目,而且要不厌其烦地宣讲新项目的重要意义,坚信自己的梦想能成功,他才能获得成功。

多年来,陈芳允虽然名气很大,却不愿意抛头露面。除了他感兴趣的科研课题,他的语言极其“金贵”,其实那是没碰到知己,碰到他的朋友和感兴趣的话题他会说起来滔滔不绝,当然大多是“三句话不离本行”。

成功发射北斗导航卫星

2000年12月21日0时20分,我国自行研制的第二颗“北斗导航试验卫星”,在西昌卫星发射中心用“长征3号甲”火箭发射升空,并准确进入预定轨道。

20世纪中国航天最后一次发射获得圆满成功。中国航天人以全年五战五捷的优异成绩,向20世纪道别。

这颗新星将与同年10月31日发射的第一颗“北斗导航试验卫星”一起,构成“北斗导航系统”。这标志着我国将拥有自主研制的第一代卫星导航定位系统。

中国北斗卫星导航系统将于2001年底开通运行,并为中国经济发展服务。世界上只有少数几个国家能够自主研制生产卫星导航系统。我国自行研制生产的北斗卫星导航定位系统,不仅具备了上述能力,而且在定位性能上有所创新。

我国自主建立的第一代卫星导航定位系统“北斗导航系统”服务范围包括中国大陆及东南海域所有地域,属区域性系统,可以满足国内卫星导航需求。

这个系统是全天候、全天时提供卫星导航信息的区域导航系统,建成后将主要用于监控救援、信息采集、精确授时、导航通讯,主要应用西部和跨省区运营车辆、沿海和内河船舶、水利、气象、石油、海洋和森林防火、通信、电力、铁路和交通、公安保卫、边防巡逻、海岸缉私和交通管理等范围。

“北斗1号”导航系统运用非常广泛,用在交通管理上,可以使始点和终点的管理者都能很清楚地了解交通工具的行驶情况,用在农业上可以用农用导航系统进行位置准确的灌溉,用在一些交通不发达地区,如西藏,进藏车队就算遇上大雪封山,通过卫星导航系统,后方也可以判断出准确的位置。

利用若干颗导航定位卫星组成卫星导航系统,综合了传统天文导航定位和地面无线电导航定位的优点,相当于一个设置在太空的无线电导航台。它可以在任何时间、任何地点,为用户确定其所在的地理经纬度和海拔高度。

“北斗导航试验卫星”和“长征3号甲”运载火箭,由航天科技集团所属空间技术研究院和运载火箭技术研究院研制。这次发射是我国长征系列运载火箭第六十四次飞行,也是自1996年10月以来,我国航天发射连续第二十二次获得成功。

克服非典困扰准备发射

2003年5月25日,在西昌卫星发射场上,高高的卫星发射塔架,环抱着“长征3号甲”火箭和“北斗1号”卫星,乳白色的火箭高高矗立,整装待发。我国第三颗导航定位卫星将从这里升空。

这次发射的第三颗“北斗1号”卫星从2001年开始研制,短短的两年多时间内,以五院为主的研制单位克服了许多困难,使卫星顺利“诞生”。

这颗卫星不仅作为备份星要在第一代系统中服役,而且将试验第二代导航系统的关键技术,因此增加了很大的难度。

李祖洪总指挥说,负责总体和有效载荷研制工作的人员贡献很大,他们完成了与新的有效载荷相关的重点任务。

当时,国外生产的某部件拖延交付时间,造成了周期延长,使困难增加。但最终航天人刻苦攻关,在进发射场前圆满完成任务,发射前的评审结果相当理想。

不过,这次发射与以往的卫星发射相比,多了几分凝重。当装载着火箭和卫星的专列相继从北京开往西昌卫星发射场的时候,我国一些地区正发生“非典”疫情。

列车上,试验队临时党委召开会议,紧急部署抗击“非典”的工作。这时,西昌卫星发射中心也在紧急行动。虽然这里似乎远离“非典”,但中心党委丝毫不敢大意,紧急下达命令:

严防死守,绝不让“非典”病毒进入发射场。

一项项严格的措施从上而下,贯彻到每一个角落。所有参试人员全部进行体检,中心实行了封闭式管理。

去发射场采访的记者们也亲身经历了防范措施的严格。当一群记者从北京乘坐飞机来到西昌时,一下飞机就被送到中心医院接受体检,量体温、验血、透视,确认身体健康无恙,才被允许进入发射场。

在这个特殊的时刻,发射场上的每个人都感受到自己肩负责任的重大。大家心里有一个共同的目标,那就是安全可靠地把卫星送上太空。

一进发射场,就能看到一幅幅高挂在发射场上的标语,标语上写着:

一手抓预防非典,一手保任务成功!

抗击非典人人有责,卫星发射我自当先。

让非典远离发射,用成功鼓舞民族。

不同的标语,道出了中国航天人共同的心声,那就是全力抗击“非典”,成功发射北斗。

在一阵阵庄重、紧张的调度指挥声间隙,近千名一线岗位操作手都收到了服务保障小组这样贴心的询问:

今天的预防药喝了吗?别忘了测体温。

在全国人民众志成城抗击“非典”的非常时期,西昌卫星发射中心承担了发射我国第三颗“北斗1号”导航定位卫星的非常任务。时间紧,任务急,全国各地多支参试队伍向西昌汇聚,给中心的防“非典”工作带来巨大压力。

中心党委确立了“防‘非典’就是保成功”的工作思路,一线“非‘典防’治领导小组”、“预防技术指导组”、“医疗救护专家组”等迅速成立并开展工作。

结合中外协作、人员多的实际,中心制定了35项“非典”防治方案。同时。每天3次对卫星测试厂房、工作台、食堂等场所进行消毒,每天两次送预防中药到测试一线。中心还为全体一线技术人员注射了免疫增强剂,对试验场实行了封闭式管理。

此刻,当“长征3号甲”运载火箭托举着“北斗1号”卫星即将升空之际,中心依然保持着无一例“非典”病人和疑似病例的优异成绩。

本次卫星发射任务,是西昌卫星发射中心缩短发射周期、提高发射效率的首次尝试,即将火箭、卫星进场后的测试等任务准备时间由过去的两个月缩短为一个月。任务流程变化大、设备状态变化大、参试人员成分新,被大伙称为“非常发射”。

中心针对任务的新特点加大岗位训练力度,利用自行研制开发的“火箭仿真训练系统”等进行操作人员岗前强化训练,加大设备改造力度和质量监控力度,严格按质量放行标准进行操作。

一线科技人员叫响了“抗击‘非典’人人有责,试验任务我自当先”的口号,更加全神贯注,狠抓质量,精心操作。据统计,任务期间,一线官兵累计加班8200多人次、3.8万多小时。

“五一”节期间,不少参试人员主动留队加班,还笑称:“既完成了任务,又预防了‘非典’,一举两得”。

这次发射,对运载火箭首次采用了新的测试发射流程,大大缩短了火箭在发射场的测试周期,两个月的流程减少到一个月,虽然流程减少,但是测试过程中没有发现任何质量问题,而且质量还有所提高。原本火箭上一般在发射前存在数十个问题,但是这次发射之前检查只有六个问题,而且问题基本发生在地面。

发射中心各部门,特别是一线参试人员,加大了岗位训练的力度,组织了两次近似实战的模拟演练,加大了质量监控的力度,对发射操作进行了更严格的规范化管理。据统计,中心一线人员累计加班3.8万多个小时。

西安卫星测控中心各测控站制定了周密的卫星测控预案和防治‘非典’方案,要求所有参试人员切实做到“标准不降,工作不松,秩序不乱”。

执行海上测控任务的“远望1号”“远望2号”航天测量船也加强了非常时期的防范。他们专门抽调了10余名医生随船出海,并且组成了海上防控“非典”应急小分队、防治“非典”医疗技术组、食品卫生检查组,预设了船上“发热隔离室”。

种种措施都只为了保证“北斗1号”的海上测控任务的圆满完成。

所有参加这次发射的工作人员心里都明白,这次升起的,必将是一颗争气星、鼓劲星、民族精神之星!

科技人员奋战北斗发射

在西昌卫星发射中心,活跃着一支年轻的科技骨干队伍。在“北斗”卫星的发射中,他们抓质量、查隐患、排险情、攻难关,战功赫赫。他们为北斗卫星的发射做出了重大的贡献。

第一颗“北斗1号”任务测试中,火箭平台出现异常摆动。平台是运载火箭的关键设备,直接关系到火箭飞行安全。在保持原系统状态基础上,高级工程师李本琪决定,有意识恶化加电条件,继续测试。

经过夜以继日的连续加班,故障终于复现,他们获得了大量的故障信息,找出了故障原因。此次任务中,李本琪还先后组织排除了控制系统某计算机遥测数字量异常故障、三级动力系统电动气活门漏气等故障,为任务圆满成功奠定了坚实基础。

绰号“教授”的高级工程师车著明,圆圆的脸上总是挂着笑容,虽然讲一口难懂的湘北方言,但丝毫不影响他与同志们融洽相处。从一个中专生,成长为西昌卫星发射中心测控系统学术带头人,数据处理专家型人才,他付出了太多太多。

在常人看来,由于逻辑思维习惯的不同,要理解、吃透别人研制的软件是一件非常枯燥的事,它甚至比重新开发一个软件还要困难。车著明不厌其烦地研究每一条指令,一层一层地分析其中的逻辑关系,奋战数十天,终于彻底读懂了这一软件,根据任务需求一一进行了适应性修改,并发现、更正了软件中隐藏极深的错误。

5月25日我国第三颗“北斗1号”卫星发射任务中,这一系统第一次参加任务,便提前获得了负20秒至450秒的火箭飞行数据,保证了发射任务的安全、圆满成功。

2003年3月28日,在第三颗“北斗1号”卫星任务准备期间,某雷达接收机不能正常锁定目标信号。厂家技术人员认定只能返厂维修,需要一个月左右的时间。然而,卫星、火箭进场在即,如果送厂返修,势必影响任务进程。

关键时刻,系统工程师杨应勇受命修复设备。他运用自己在科技练兵中总结出来的“故障树分析法”,对最可能诱发故障的元器件进行测试,逐项排查,最终找到了故障原因并加以排除。

试验技术部副总工程师毛万标不苟言笑,不管什么时候遇到他,他仿佛总在思考什么问题。

1993年5月,中心派毛万标和几名同志到航天科技集团学习。所学的“长3甲”运载火箭是一个新型号,采用了上百项新技术,代表当时我国运载火箭的最高水平。

毛万标十分珍惜这次学习机会,从第一天起,就全身心投入学习,虚心向生产厂家技术人员请教。为加深记忆,他采用“图纸分解法”,在自己的笔记本上将控制系统箭上和地面设备仪器近百张电路图,分解成一个个独立、清晰的子系统,反复研究,来回剖析,达到了可以默画其中任何一部分电路、熟记电路中每一个组件特性和品质的程度。

因工作出色,1996年毛万标被调往中心试验技术部,担任控制系统的系统工程师,负责对火箭控制系统的测试工作进行技术把关。

“系统工程师”这个职务在编制表上找不到,它是西昌卫星发射中心党委在航天发射工作实践中创造出来的。

20世纪90年代中期,国外航天界接连几次发射失利,使西昌航天人铭心刻骨地记住了“航天发射,质量为本”这八个字。中心党委创造性地提出了抓质量监控的新思路,从各部站、各系统、各岗位抽调优秀技术骨干进行系统培养,在执行任务时将他们送回各专业岗位,担任“系统工程师”。

具体说来,系统工程师并不从事某项具体工作,而是负责技术协调抓总、质量监控把关和故障分析、排除。

当上系统工程师后,毛万标不再满足于看懂电路图、熟悉系统工作原理,而是要深入了解系统的设计思路,直至可以进行系统稳定性和可靠性分析。

为了能够快速准确地对火箭测试过程中出现的故障进行定位,作出处理,他非常注重提高自己分析问题和解决问题的能力。

第三颗“北斗1号”卫星任务期间,火箭三级箭体的一个活门发现了丝质多余物。按一般程序,清除该多余物即可放行。

然而,毛万标却想得更多,多余物是怎么进去的?其他部位还有没有类似多余物?在他的建议和坚持下,测试人员用医疗胃窥镜对各活门和发动机管路进行全面检查,彻底消除了隐患。

“北斗1号”卫星发射前二小时,毛万标在众目睽睽之下立下军令状,确定并排除了一起故障,为首长定下发射决心提供了重要依据。

总装首长对系统工程师们的评价是:

质量建设生力军,科技攻关领头羊。

从此后,“出了问题找系工”成为大家的“口头禅”。

人大代表赵梅刚入伍时她是遥测系统监控台一名普通的操作手。面对排排机柜和纷繁复杂的插口、线路,赵梅白天熟悉设备元件与操作程序,晚上加班学习基础理论与设备原理。

她口袋里经常装着一个笔记本,把不懂的问题记上,有机会就向老同志们请教。

就这样,经过两个月的边学边实践,赵梅不但全面掌握了整个监控台的系统原理、操作规则、信号流程,而且还圆满完成了任务中的安全监控任务。

初战告捷,赵梅并没有洋洋得意,止步不前。执行任务中产生的一个疑惑深深地吸引住了她。那时候,遥测系统日常设备保养检修与任务中的联试联调,一般都是在给发射机加高压工作状态下进行。然而,细心的赵梅发现,在这种工作状态下检测设备,监控台工作柜上一个监测指示灯始终无法显示。

为解释这一现象,赵梅请教了几任监控台老操作手,可由于设备使用年限较长,中间又经历了几任操作手,谁也无法说清楚这一批指示灯究竟起何作用。

一次次地测试、一次次地调制,疑团始终无法解开。无意中,赵梅将发射机工作在负载而非加高压状态,这一指示灯竟然亮了!

由此,赵梅顺藤摸瓜,终于找出了设备检查调试过程中发射机的正确工作状态。这一发现不但节省时间,而且能在很大程度上避免加高压导致漏发安控指令的严重后果,从而大大提升了实战中地面安全遥控系统的性能。

后来,赵梅据此撰写了《监控台工作方式改进设想》的科研论文,提出了实现监控模拟化的初步构想。这一论文荣获原国防科工委科技进步三等奖。

为了迎接北斗卫星发射的任务,中心把某型雷达改造任务交给了赵梅。由于爱人也是中心的技术骨干,接到这一重担后,她一狠心把嗷嗷待哺的孩子送回了贵州老家。

工程师姜盛平自毕业以来,已在卫星发射结果处理组战斗了整整10年,出色完成了20多次卫星发射高速摄影任务,可他自己却从未入过记者的“镜头”。

高速摄影仪是在卫星发射负1秒到8秒这一时间段内,提供火箭飞行状态、数据及相关图像信息的唯一设备,帮助地面安全控制人员作出安控决策。

由于零部件老化,设备故障频出,性能极不稳定。姜盛平一刻也不敢懈怠,与故障较上了劲。

针对设备电气柜老化、某支路耦合器接触不良的问题,姜盛平连续奋战3个昼夜,白天在发射场坪拍摄资料、调试设备,晚上连夜冲洗胶片,并与以往资料认真进行对比,终于将故障准确定位在某电路芯片上。更换芯片,设备恢复正常。

“北斗”卫星发射任务前夕,姜盛平决心对设备同步控制系统、B码解调终端、数据采集系统、电源等主要部件实施一次大“手术”。

姜盛平家在西昌,攻关开始后,他一个月难得回一趟家。一次孩子生病,高烧到39度,他也只抽出一个星期六的时间回去看看,第二天便出现在机房。

为完成3个控制机柜中700多根走线的焊接、调试工作,他往往一大早便来到机房,一直焊到深夜,眼睛经常被松香熏得通红,有时候一不小心还把手烫出个泡。

姜盛平的工作间是中心最为艰苦的点号之一,一间房子孤零零地座落在荒山坡上,别说吃饭,就连生活用水也成问题。

但是,就在这样的艰苦环境里,姜盛平总是把那台时常耍点“小性子”的高速摄影仪摆弄得服服帖帖,每次任务评审他的岗位总是全站第一。用他自己的话说:

为了火箭顺利腾空,我甘愿做“幕后英雄”!

就是这样一个个动人的故事,创造了中国导航卫星事业,科技人员们的努力,一定会换来丰硕的成果。