【原标题：他们的征途是星辰大海——走近新一代北斗导航卫星首发星载荷研制团队】
由中央电视台、中国科学院共同发起的2015年度十大科技创新人物于12月25日揭晓结果。在当晚举行的颁奖活动中，压轴出场的是“新一代北斗导航卫星首发星研制团队”。
3月30日21时52分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭，成功将首颗新一代北斗导航卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。该星的发射成功标志着我国北斗卫星导航系统由区域运行向全球拓展的启动实施。
“辗转成都与北京、上海的1000多个日夜，我们把不可能变成可能”。作为团队的代表上台领奖的新一代北斗导航卫星首发星载荷主任设计师、中国电科29所高级工程师陈林，迫不及待地想把这个奖与他在千里之外的80后团队分享。
“异想天开”的起步：从星地相连到星间链路
只要有一台能够上网的终端，我们就能够通过地图应用软件找到周围的景点、商场和餐厅，让完全陌生的异国他乡，变得像故乡一样熟悉。这一切，靠的是卫星导航。
卫星导航系统的使用运行，离不开地面站的支持，美国的GPS系统就在世界各地都建有大量的地面基站。
但我国研制自主可控的全球导航系统遇到的现实难题是，我国在境外建站难度较大。这也就使放到境外的星群，无法通过星地链路时时进行时间同步。
针对此，新一代北斗导航卫星首发星副总设计师陈锡明带领陈林和他年轻的伙伴们，在2011年提出了一个全新方案：通过一种新的星间链路体制，让星与星之间建立起稳定的连接，从而使几十颗星编织起来的星网，成为一个整体。
这样一来，只要能保证其中任何一颗星和地面建立连接，就可以实现整个卫星网络的准确运行。从而突破了国境的限制，突破了北斗系统从区域走向全球的ZUI大技术难点。
方案刚一提出来的时候，不少人觉得这个团队“疯得不轻”。靠星与星的互联互通关系，来实现全球定位服务，却是一条全球都不曾有人走过的路。
而不曾走过的路，不仅难在路径选择时，更难在前途未可知。
用互联网的思维造国产导航卫星
导航系统的核心在卫星，卫星系统的关键在载荷，其堪称卫星的“大脑”。“要想赶超GPS，就必须研制出世界一流的卫星‘大脑’。”在新一代北斗导航卫星首发星副总指挥、中国电科29所所长毛嘉艺看来，“星间链路”的方案提出只第一步，重要的是工程实物验证。
一方面是时不我待，要用ZUI短的时间，与国外三大导航系统拼，性能、精度、体验，竞争上万亿的卫星导航应用市场。另一方面需要自主可控，关系到国家安全，所有元器件必须国产化。
如此一来，该颗卫星几乎全部需要采用新技术。这样的研发难度，与传统研发模式产生了冲突。
据介绍，国内以往都是按分系统模式研制卫星通常分为10个左右分系统，包括测控、热控、姿控、星务等,这种设计思路一定程度上，对于工程制造要求较低，然而，每增加一个分系统，通常意味着卫星故障率大大提高。而新一代北斗导航卫星要求的新研技术，比以往卫星新技术超出了1/3，这就极大增加卫星故障风险。
要确保北斗卫星的稳定性和先进性，团队必须另辟蹊径。经过充分论证，卫星总体单位上海微小卫星工程中心和载荷设计总体单位29所决定改变传统单点ZUI优思维模式，按照“功能链”的设计理念，首次采取全国性开放式协同设计平台，以实现专业优势互补，快速优化迭代。
而为了加快研发进度，团队率先在航天领域采用数字虚拟样机协同设计手段，实现了系统方案辅助设计、方案优化预先验证、问题排查等。
用“互联网+制造”的思路来造卫星，研发时间缩短了一半，成本降低了数倍。
ZUI终，新一代北斗导航卫星98%的部件都实现了国产化，核心关键器部件均为“中国造”。多项技术达到了国际领先水平，目前，核心器件在轨表现良好。
80后团队的奋斗理由
12月25日颁奖活动还没有结束，陈林就定好了26号星期六早上8点的票，意味着需要在6点以前起床，“养成习惯了，订早晚8点的航班，可以尽量节省时间”。
“蛮拼的”陈林，在5年前进入新一代北斗导航卫星载荷研制团队时，才28岁。而到今天，这支团队的平均年龄也才30岁。
一群80后没日没夜地研发卫星，是这样一幅的画面?
在初始技术方案确定阶段，为了确定温度对卫星信号精度的影响，设计师刘禹圻曾经长时间地在实验室用温箱和电吹风吹设备。“听起来很疯，但我们就是会用尽各种方式来找出原理所在。
还有的团队成员，家就在单位旁边，但却七天七夜不回家，“问题一天没有解决，就一天睡不着觉。”
为何这样拼?新一代北斗导航卫星首发星副总设计师李杨说，导航市场的竞争非常激烈的，如果不创新不仅仅是落后于竞争对手，很可能连一席之地也没有。
火箭摆脱万有引力的束缚，把卫星送到天上去，他们做做的事情实际上是让思维摆脱束缚，进行创新。
还有一个重要的原因，那就是卫星是不可维修的，必须保证百分之百的可靠，只有成功和失败两种结果，没有其他的转圜余地。
经过5年的不懈努力，团队ZUI终突破了一个个技术难点，在国际上首次验证相控阵星间链路与自主导航体制，卫星之间能相互传送数据，不再依赖地面基站。预计到2020年，我国将建成北斗全球卫星导航系统，实现全球覆盖。
来源：四川在线 昨天 |
