2007年4月,北斗二号首颗试验卫星刚刚入轨,信号却在万米高空被一口吞噬。某国的大功率电磁干扰设备,早已锁死了这个频段。
在这千钧一发之际,国防科技大学36岁的王飞雪站了出来。他拍了桌子,立下军令状:“3个月,拿不出抗体,我走人!”
被锁死的“天眼”与海上的屈辱
要把这股“憋屈气”讲透,得把镜头拉回14年前。
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1993年7月23日,中国“银河号”货轮满载着五金和文具,行驶在印度洋的公海上。突然,船停了。不是发动机坏了,是眼睛瞎了。美国怀疑船上载有违禁化学品,单方面切断了该海域的GPS信号。
其实早在1983年,陈芳允院士就看透了这一点。那时候美国GPS已经砸了200多亿美元,每年维护费都要5亿美元。
中国穷,拿不出这么多钱。陈芳允搞了个“双星定位”的省钱方案:用两颗卫星配合地面站,实现类似三颗卫星的功能。这叫“穷人的智慧”,也是北斗一号的雏形。
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但有了想法还不够,还得有地盘。太空的地盘叫频率。
国际电信联盟(ITU)有个残酷的规则:频率资源“先占先得”,有效期7年。2000年4月17日,中国向ITU申请了频率。这就像去国土局拍了一块地,但ITU规定:如果你7年内不在上面盖好房子(发射卫星)并住进去(播发信号),这块地就收回,给别人。
这个“别人”,就是欧盟的“伽利略”系统。
欧盟也在2000年6月申请了频率,紧咬在中国后面。这是一场赤裸裸的太空圈地运动。中国必须在2007年4月17日24时之前,让卫星上天并发生。晚一秒,前功尽弃。
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时间走到2007年4月初,距离大限只剩十几天。卫星已经上了发射架。就在这节骨眼上,某国出手了。他们不跟你讲武德,直接搞“电磁封锁”。
这是一个死局。卫星已经装好了,内部空间寸土寸金,不可能再塞进笨重的传统抗干扰设备。专家们把这比喻为“把大象装进冰箱”。
如果不解决,这颗星发上去就是哑巴,占不到频率。如果重新设计,时间肯定超过4月17日,频率作废。中国航天人,被逼到了悬崖边上,退无可退。
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把“大象”塞进芯片的疯狂赌徒
面对这个死局,大多数人是绝望的。有人提议“躲”,申请换个频段。但换频段意味着一切归零,重新排队,那就彻底输了。
王飞雪不躲。他要“抗”。
这个年轻人的骨头一直很硬。1995年,他才24岁,还是个在读博士。那时候北斗一号卡在“信号快速捕获”的瓶颈上,国内十几个单位、几十个老专家搞了10年没搞定。
那时候的王飞雪,带着同学雍少为、欧钢,三个毛头小伙子,拿着一台借来的台式计算机,申请了4万块钱经费,缩在国防科大一个不到10平米的破仓库里干了起来。
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老专家们不信邪:我们搞了10年不行,你们几个娃娃凭什么?
王飞雪凭的是“全数字信号处理技术”。这是一条没人走过的新路。传统的模拟电路虽然成熟,但笨重、灵活性差。数字技术是降维打击,但算法复杂到变态。
他们在仓库里熬了3年。没有仪器就去蹭别人的,饿了就吃泡面。1998年,北京星地对接现场。当显示器上那条代表信号捕获的脉冲线跳动起来时,在场的20多位老专家惊得下巴掉了一地。10年的天堑,被3个娃娃3年填平了。
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这次2007年的危机,比1995年更要命。
王飞雪立下军令状后,直接把铺盖卷搬进了实验室。当时正好赶上2008年年初的南方冰灾,大雪封路,电网瘫痪,实验室里却热火朝天。
这是一场针对“复杂电磁环境”的巷战。常规的硬件抗干扰也是死路,体积太大。王飞雪决定再次豪赌:用软件定义硬件,把复杂的抗干扰算法压缩进芯片里。
这相当于给卫星装了一个“智能降噪大脑”。它不靠加厚装甲来挡噪音,而是靠极速的计算,从万千噪音中精准识别出那一丝微弱的信号,然后把噪音“抠”掉。
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团队几十号人,玩命了。大年三十的饺子是在实验室吃的,除夕夜的鞭炮声是伴着键盘声听的。行军床成了家,黑眼圈成了妆。
不到3个月,奇迹诞生。他们拿出了一套全数字抗干扰载荷。
上机测试那天,数据出来,所有人都以为看花了眼。抗干扰能力指标,不是提升了5倍,不是10倍,是整整1000倍!。
2007年4月14日4时11分,戴着这套“金钟罩”的北斗二号首星,在西昌冲天而起。
接下来的72小时,是心跳时刻。卫星入轨、变轨、开机。4月17日20时,距离ITU的“死亡红线”仅剩4小时。
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地面接收机捕捉到了来自太空的第一组强劲信号。屏幕上的波形清晰稳定,杂波被死死压在身下。
这一刻,中国抢在大门关闭前的最后一秒,把脚伸了进去。频率,保住了!
从“被赶下桌”到“让对手闭嘴”
频率保住了,但并不代表能坐得稳。
欧洲人急了。他们的伽利略系统虽然起了个大早,却赶了个晚集,首颗试验卫星GIOVE-A虽然在2005年发了,但没开通信号,只占了坑没占住茅坑。现在中国北斗把频率占了,他们坐不住了。
2009年,由欧洲航空航天局专家领衔的代表团飞抵北京。这是一场鸿门宴。
王飞雪团队坐在了谈判桌对面。这次,他们手里的武器不是抗议书,而是厚厚的技术报告。
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在这之前的技术攻关中,王飞雪团队已经研发出了世界领先的监测接收机。这台机器牛在哪?它能同时接收北斗、GPS、伽利略、格洛纳斯四大系统的信号。
更打脸的是,在一次针对全球卫星导航信号模拟源的权威测试中,王飞雪团队的产品拿到了95分,雄居榜首。而欧洲和美国的产品,分值都排在后面。
这场拉锯战打了几年。欧洲人从最初的拍桌子,到后来的挠头,最后不得不服气。2015年,中欧正式签署协议,接受频率共用。
这不是靠嘴皮子谈下来的,是靠那个“95分”硬砸下来的。
2020年6月23日,第55颗北斗卫星入轨,北斗三号全球组网彻底完成。这是一张前所未有的立体网:
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3颗GEO卫星(地球静止轨道),像钉子一样钉在中国上空,不仅提供定位,还独门配备了短报文通信。这就是陈芳允当年“双星定位”的遗产——GPS只能告诉你“我在哪”,北斗能告诉你“我在哪,你在哪,他在哪”。
24颗MEO卫星(中圆地球轨道),在全球游走,跟GPS、伽利略硬碰硬,抢占全球服务市场。
这套组合拳,是中国独创。在全球130个国家,北斗的可见卫星数量已经超过了GPS。
精度?分米级,甚至厘米级、毫米级。时间?600万年误差仅1秒。
王飞雪说得对:“核心技术买不来,引不进。”。
这不是一句空话。这是从“银河号”的屈辱中,从西昌发射场的死寂中,从谈判桌的交锋中,用一代人的青春和头发换回来的血色真理。
参考资料
攻克系列核心技术的"北斗少师"王飞雪:我们的征途是星辰大海.新浪网2020年08月10日
北斗遭电磁干扰,他率队百日攻坚性能提升干倍,打破封锁闪耀全球搜狐2025-11-20
中国北斗性能提升干倍,遭遇电磁干扰,成功破解助力建成.网易2025-12-01
中国北斗卫星曾遭外部强烈十扰导致信号中断.新浪军事2013年06月17日
王飞雪:飞雪连天擎北斗.中国军事2015-06-25
北斗试验卫星获重大突破抗干扰能力提升1000倍.环球网2015.06.25
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