北斗三号卫星系统总设计师林宝军：创新的框架，就是“没有框架”

凡遇大事喜欢写诗直抒胸臆，提及团队成员常动容哽咽，北方大汉林宝军有着非常感性的一面。

这位北斗三号卫星系统总设计师、中国科学院微小卫星创新研究院学术委员会主任，4月2日在中国科学院上海分院第14期报国讲坛以《北斗问天》为题作报告，当PPT呈现出他与美国GPS之父布拉德福德・帕金森的两张合影时，这位航天人难掩心中感慨：“2011年5月18日初见，他是难以企及的大师级人物。2025年10月20日再聚，北斗的各项性能已与GPS不分伯仲，这种感觉无法用语言形容。”

美国的GPS曾一度是“导航系统”代名词，而北斗并不是“中国版的GPS”，它走出了一条与GPS完全不同的技术路线。从2020年国际GNSS服务组织评估认证北斗性能跻身世界前列，到2024年美国太空新闻官网直言在卫星导航领域曾是“王者”的美国正输给中国。30年深耕，中国北斗用硬核实力完成了从跟跑到并跑、领跑的跨越。而这一跨越的背后，是林宝军与中国航天人始终不渝的坚守与创新。

【喝掉一箱红牛，达成创新共识】

“这个技术外国都没有，我们做得出来吗？”与北斗三号相伴的15年，这是林宝军被问得最多的问题。在他看来，最大的困难并非单纯的技术难题，而是实现颠覆性突破所需的跨越创新理念，为此他定下一个创新框架：没有框架，不走寻常路。

航天领域素有不成文规定，卫星采用新技术的比例一般不超过30%，而北斗三号首发星的新技术占比超过70%，这在当时曾引发诸多争议，就连团队内部也出现过质疑声：“创新点已经不少了，能否再稳当点？”但林宝军始终坚信，新技术不等于不可靠，只要符合客观规律、具备成熟工艺，且经过地面充分验证，就不必被传统规则束缚。

林宝军带着团队开了整整一周的会，喝掉一箱红牛，最终达成创新共识。这支由81人组成、平均年龄仅31岁的年轻队伍，自此踏上攻坚克难的创新之路，用3年零3个月的时间，完成了GPS从第二代到第三代20年的发展历程，将诸多“不可能”变为现实。而北斗三号首发星也创下了六个“前所未有”：技术指标要求之高、研制进度之紧、研制难度之大、研制团队之新、自主可控技术要求之高、星上三分之二单机新研，更成为中国导航系统从区域走向全球的里程碑。

【从传统十米级，跨越到厘米级】

共识之下，创新力被激发，也让北斗三号走出了独属中国的技术路线。

卫星在轨出故障，能否直接在星上修改软件？这一如今的常规操作，在当年很多人“想都没想过”。北斗三号在国际上首个实现卫星自主诊断、隔离和修复，无需地面干预即可完成故障处置，彻底改变了以往系统更新换代只能靠发射新卫星的模式。即便是新的用户需求，也能在北斗三号卫星上直接赋能。

相比以前的卫星平台，北斗三号卫星平台“瘦身”一半。卫星平台如同拉着载荷的货车，过去“车”的重量往往大于“货物”，北斗三号研制团队独创功能链概念，剔除不同设备中的重复功能，将原本十几个分系统所需的20多台控制计算机，优化整合为1台；功能链带来的模块化设计，让卫星研制如同“堆积木”，各模块可独立作业再拼装集成，显著提升了生产效率。

全球组网的核心瓶颈，也被北斗团队的原创技术破解。传统导航系统需在全球部署大量地面站实现连续测控，而团队另辟蹊径在全球首创的星间链路技术，如同给北斗三号卫星搭建了一个“聊天微信群”，让卫星之间信息互通，将卫星测控覆盖率提升至100%，充分保障高精度导航能力。

导航的核心是时间，时间的连续稳定是核心中的核心。研制团队突破星载时频无缝切换技术，仅用20皮秒（1皮秒等于一万亿分之一秒），即可在用户没有任何察觉的情况下，自主完成主用钟和备用钟的“无缝切换”。这也使得北斗三号空间信号精度从传统十米级跨越到厘米级。

【不能只盯着“卡脖子”问题被动跟跑】

曾经不止一次有人跟林宝军说，“你们太拼了！”

2009年9月18日，一纸调令下达，有着15年神舟飞船研制经验的林宝军，毫无犹豫来到上海担任北斗三号卫星系统总设计师。此后，北京的家便成了出差途中顺便看看的地方，而北斗三号成了他最大的牵挂。

北斗三号的研制之路，是团队成员用超常规的付出铺就的。按每天8小时工作量计算，团队一年的工作时长相当于400多天，扣除节假日，几乎是一年当作两年用。就连出租车司机都说，不管什么时候载客到微小卫星创新研究院，卫星厂房的灯总是亮着。技术攻坚时，行军床就放在办公室，累了躺一下，醒了接着做。

正是这份拼劲，让北斗三号提前半年完成全球组网。而身为北斗三号卫星系统总设计师，每一次卫星发射，林宝军都会守在发射现场。

如今，北斗已是名副其实的大国重器：2023年中国卫星导航与位置服务产业总体产值达5362亿元，北斗成为数字经济发展的重要支撑。

在林宝军看来，北斗的成功，印证了中国创新的核心要义——打破思维定势，树立创新自信。他直言，国内科研领域长期养成了“仿-试-改-再试”的思维，原创成果偏少，难谈引领国际发展；不少原创思想遭遇质疑时，团队往往缺乏坚持的勇气，决策者也难下决心，这正是中国创新亟待突破的瓶颈。

他勉励青年科研工作者，做事要有逻辑、有思想，如同研制卫星，要将其当成作品、赋予灵魂，而非简单拼凑，唯有如此，面对困难才不会轻言放弃。而找到真问题，更是创新的关键：不能只盯着“卡脖子”问题被动跟跑，也不能仅仅聚焦工程问题浅尝辄止，要从工程实践中提炼重要科学问题，才能实现真正的原创突破。

今年63岁的林宝军，正牵头研制下一代北斗系统，推动导航、通信和遥感技术一体化发展，同时担任地月空间远距离逆行轨道工程总设计师。偶尔，他会想起那个上大学时不满15岁的自己——身高仅151厘米、体重40千克，像一棵瘦弱的豆芽菜，却怀揣着对航天的无限憧憬。从神舟问天到北斗组网，再到地月空间探索，林宝军的脚步不曾停歇。而未来，还有更多的航天征程，等待着他与中国航天人一同奔赴。

原标题：《北斗三号卫星系统总设计师林宝军：创新的框架，就是“没有框架”》

本文作者：解放日报 黄海华

题图来源：黄海华 摄