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发布日期:2020年08月01日
“牧”星 在九天之上
——西安卫星测控中心保障北斗导航系统建设纪实

本报记者 母家亮 通讯员 吕炳宏

斗柄东指,天下皆春。

早在2000多年前,横亘夜空的北斗七星便被古人视作定方向、定季节、定时辰的标尺。

时过境迁,如今的“北斗”已被赋予全新的含义。

2020年7月31日,中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平在北京宣布:“北斗三号全球卫星导航系统正式开通!”

喜讯传来,在西安卫星测控中心、在遍布五湖四海的一座座测控站里,科技人员们无不欢欣鼓舞。20年来,“牧星人”们身居斗室之中,遥测卫星于九天之上,用智慧和坚毅守护着太空中的“北斗”,向世界展示着“中国精度”。

尽责 只为平安的“北斗”

研究员李恒年依然记得十几年前谈判桌上那场较量。

2007年,我国计划发射第4颗北斗导航试验卫星。当时,已经有其他国家的两颗卫星占据了地球同步轨道预定组网位置,必须让我们的卫星“挤”进去,实现“三星共位”运行。

三颗卫星,在距地球3.6万公里的太空中同一轨道位置、以每秒7.8千米的高速飞行。测控稍有偏差,卫星就有可能相撞!

“当年,外国人根本就不相信中国人有‘多星共位’技术和能力。我们就是要用实力告诉他们答案!”2020年7月6日,回忆起当年情景,李恒年仍然激动不已。

在重洋万里之外的谈判桌上,面对外国专家的层层刁难和质疑,李恒年带领团队一次次地讨论、计算,一遍遍地分析、研判……经过据理力争,外国专家终于为之折服。团队为这颗北斗试验卫星争取到宝贵的轨道资源。

然而,严峻的考验接踵而至。

2007年2月3日,卫星发射入轨。在太阳帆板展开过程中,卫星下行信号突然消失了。

抢救!争分夺秒,哪怕只有一线希望!

技术员张智斌主动请缨,他针对卫星姿态运动和轨道特点,和同事们准确预测了卫星可能出现下行信号的时间和帆板受太阳光照射的变化规律。17天后,下行信号终于出现,张智斌再次提出20余种变轨方案并制定了最优变轨策略,以及测控站跟踪方案。

2007年3月2日18时,时机成熟!

接到紧急发令通知,时任渭南测控站站长蒋阿栋一声令下,正在吃饭的“牧星人”们扔下碗筷,从食堂一路跑到机房。开机自检、转动天线、捕获目标、打通遥测通道……一套套专业动作一气呵成,一组组遥控指令源源不断地上注,太空中遨游的卫星就像一个身处迷途中的孩子,恍然之间清醒了头脑。

在千余名科技人员60多天的共同努力下,卫星终于回到了正轨。

为了这颗北斗卫星的安危,技术员王鑫和同事们加班加点,在60多天里先后进行300余个遥控操作、500多次应急处置,累计发送遥控指令11万余条。

“你知道我有多担心你吗?”疲惫的王鑫回到家中,等来的却是丈夫心疼的责备,因为那时的她正有身孕。

如今,谈起与北斗卫星朝夕相伴的岁月,2000年参加工作、见证了三代北斗系统建设发展全过程的王鑫说:“我是看着北斗‘长大’的,卫星也是我的‘孩子’。作为‘家长’,‘孩子’的安危我们责无旁贷!”

“我们的征途是星辰大海……”歌词对“牧星人”事业的描绘如此恢弘,可他们的工作却又处处充满了柔情。因为对于他们而言,卫星就是自己的“孩子”。

创新 只为一流的“北斗”

2017年,北斗三号工程正式启动建设。

与北斗二号工程区域性导航不同,北斗三号是由30颗卫星组成的全球导航系统,必须实现24小时不间断测控,而我们无法通过全球设站的方式做到这一点。

这一难题,难不倒志在创新超越的“牧星人”们。卫星研制方研发出“星间链路”技术,而拥有“卫星医院”美誉的西安卫星测控中心航天器故障诊断与维修中心,在自主研发的卫星故障诊断系统基础上,创新性地开发出一套星间链路综合管理系统。

星间链路,顾名思义是卫星之间相互关联的纽带。借助星间链路,便可以形成一个以卫星作为交换节点的空间通信网络。测控站只要对星座中的一颗北斗卫星发送指令,指令便可以在所有卫星之间传递下去;反之,所有卫星在轨运行状态也能够通过一颗卫星随时传递到“牧星人”的案头。

西安卫星测控中心承担着所有北斗导航卫星以及星间链路系统的运行管理工作。按照工程师慕海荣的话说,他们是北斗全球星座的“大管家”,星间链路综合管理系统就是“管家”手中的“算盘”,卫星运行稳定与否、性能优劣与否,尽在“牧星人”掌握之中。

几年前,在经历了一次卫星导航信号中断的险情后,该中心组织人员认真总结经验教训,经过刻苦攻关,成功研制出号称“北斗听诊器”的北斗二代地面运控自动执勤系统。现在,运行中的卫星只要出一点问题,系统便会发出“当当当”的报警声,提醒值班人员进行检查。故障检测诊断时效性差的难题得到彻底解决。

截至目前,科技人员运用星间链路综合管理系统累计发现并有效排除近200起异常问题,有力保障了北斗卫星服务各行各业、国计民生,向着“中国的北斗、世界的北斗、一流的北斗”奋勇前进。

坚守 只为中国的“北斗”

2020年6月30日14时15分,在西安卫星测控中心科技人员七天七夜的精心呵护下,北斗三号全球导航系统“收官星”——北斗三号GEO-3卫星成功定点于地球同步轨道,圆满扣上了整个北斗导航系统全球组网星座的“最后一环”。

看着测控大厅屏幕上喜庆的贺词,工程师刘啸时露出了久违的笑容:“这是属于我们‘牧星人’的仪式感和成就感!”

“我爱人要给我补过错过多时的32岁生日。她说再不过,我就33岁了!”走下调度台的“华山”总调度刘羽翔笑着说。

这颗“收官星”早期轨道段测控的关键时期适逢端午假期,渭南测控站技师崔小峰主动放弃回家过节的机会,彻夜坚守在机房,确保目标捕获无延迟、指令发送无差错;技术部助理工程师杨彪正在家陪伴从重庆老家远道而来的父母,凌晨接到电话就赶回单位,参与卫星轨道控制工作……

去年的一个深夜,工程师王星宇手机突然响起:“卫星信号异常,速来!”来不及跟家人解释,他穿上衣服用最短时间回到岗位,迅速分析各类报警信息和遥测数据,和同事们研究方案,紧急发送遥控指令……待到卫星信号恢复正常、故障排除,王星宇才发现自己的衣服已被汗水浸透。

“活再多,事再忙,卫星安全记心上;家再远,路再长,电话一响到现场。”在西安卫星测控中心,这句广为流传的顺口溜正是“牧星人”们工作生活的生动写照。

回顾北斗导航系统20年发展历程,西安卫星测控中心科技人员们舍小家为大家,始终以卫星状态为第一职责,以卫星需求为第一使命,在海量的遥测数据中寻找规律,在无数的故障案例中研究算法,研发出集成化程度高、计算效率突出的轨控策略计算软件,大幅提升了轨控精度,探索出了一条具有中国特色的导航卫星管理道路。

如今,在西安卫星测控中心的精测妙控下,从为建设火神山、雷神山医院提供精确标绘服务、助推“中国速度”,到跟随新时代“攀登者”登上珠穆朗玛峰、见证“中国高度”;从精准送达每一份外卖,到带领人们走在回家的路上……在遥远的太空,一颗颗北斗导航卫星为人们指引着前进方向。

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