深空萬里，挑戰(zhàn)北斗空間應(yīng)用新高度
——訪國家“千人計劃”特聘專家王盾

深空萬里，挑戰(zhàn)北斗空間應(yīng)用新高度
——訪國家“千人計劃”特聘專家王盾

王盾，工學(xué)博士，研究員。國家“千人計劃”特聘專家，中國空間技術(shù)研究院特聘首席專家，航天恒星科技有限公司導(dǎo)航領(lǐng)域首席專家。歷任北京航空航天大學(xué)講師、日本古野電器公司主干研究員、航天恒星科技有限公司科技委副主任。

隨著智能化時代的來臨，移動互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)的密切結(jié)合愈加需要精確的時空基準(zhǔn)，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)作為提供時空基準(zhǔn)服務(wù)的國家空間基礎(chǔ)設(shè)施，日益成為現(xiàn)代信息服務(wù)不可或缺的基礎(chǔ)支撐?！笆濉逼陂g，北斗導(dǎo)航將實現(xiàn)“天基地基、室內(nèi)室外、通信導(dǎo)航、國計民生”融合發(fā)展，打造升級版系統(tǒng)，全面貫通感知傳輸?shù)谋倍贩?wù)鏈。

日前，本刊記者對北斗衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用領(lǐng)域?qū)＜彝醵芫捅倍沸l(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、高軌自主導(dǎo)航技術(shù)、創(chuàng)新理念與人才培養(yǎng)等話題進(jìn)行了專訪。

以國為重：投身祖國航天事業(yè)

20世紀(jì)90年代，王盾赴日本東京大學(xué)留學(xué)，獲得工學(xué)博士學(xué)位后在日本企業(yè)界長期從事衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的相關(guān)研發(fā)工作。

在國外工作期間，王盾參與了日本國家級重大項目——準(zhǔn)天頂衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（QZSS）的開發(fā)工作，負(fù)責(zé)LEX導(dǎo)航實驗信號（一種L頻段高精度導(dǎo)航增強信號）地面監(jiān)測設(shè)備的研制，解決了LEX信號長碼直捕、高效CSK（碼移鍵控）解調(diào)、周末自動復(fù)位等關(guān)鍵技術(shù)課題，取得美國和日本多項專利授權(quán)。該型監(jiān)測設(shè)備已安裝于日本、美國、澳大利亞、泰國和印度等國家的多處QZSS導(dǎo)航信號監(jiān)測基站。

大學(xué)之道，以國為重?！懊恳粋€在海外生活的中國人都有一個期待祖國富強、民族復(fù)興的中國夢，只是這個中國夢的表現(xiàn)形式和程度有所不同”，王盾的語氣平靜而堅定。20世紀(jì)90年代以來，中國航天事業(yè)迅猛發(fā)展的勢頭和取得的傲人成就引起廣泛關(guān)注。王盾在日本的博士導(dǎo)師曾向他感慨，未來是你們的天下。作為一個對航天有著天然感情的導(dǎo)航人，身處國外的王盾一直積極關(guān)注國內(nèi)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的規(guī)劃與建設(shè)，參與北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)成為他回國的最大動力。

長期以來，世界衛(wèi)星導(dǎo)航的版圖被美國的GPS系統(tǒng)和俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)占據(jù)，盡管日本在以車載導(dǎo)航為代表的衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展較早，但在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)方面開展得較遲，投入有限。而且作為一個外國人，想要深度參與日本衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)也會受到一定的限制。中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)的蓬勃發(fā)展為生活在世界各地從事衛(wèi)星導(dǎo)航相關(guān)工作的中國人提供了一個“上知天、下知地”的事業(yè)發(fā)展大舞臺，這樣的前景強烈地吸引著王盾。2011年，王盾結(jié)束了近20年的留學(xué)生涯回到祖國，加入到北斗系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用的國家隊中。王盾說：“能將自身所學(xué)投入到祖國的北斗事業(yè)和航天事業(yè)中，這既是一種榮耀，也是個人成就的滿足。因為航天事業(yè)總能給我們帶來驚喜，不斷拓展我們的認(rèn)知邊界與觸摸的極限，也因為這份事業(yè)里有來自一個國家的最高認(rèn)可和實力體現(xiàn)。”

轉(zhuǎn)型之路：從技術(shù)專才到領(lǐng)軍人物

國外的工作歷練，讓王盾從一個年輕的求學(xué)者成長為一個經(jīng)驗豐富的工程技術(shù)高級專業(yè)人才，領(lǐng)悟到了作為一個技術(shù)團(tuán)隊領(lǐng)導(dǎo)者應(yīng)該具備的素質(zhì)和職業(yè)操守，這為他日后回國發(fā)展積累了勢能。為了更好地圓自己的中國夢，王盾選擇到國內(nèi)的航天企業(yè)發(fā)展，而他的目標(biāo)就是負(fù)責(zé)北斗衛(wèi)星系統(tǒng)研制與應(yīng)用的航天恒星科技有限公司。

加入航天恒星后的王盾首先面臨著角色轉(zhuǎn)型升級的要求。在海外工作期間，他主要關(guān)注的是具體技術(shù)問題的解決和自身團(tuán)隊的管理?；貒?，航天恒星為王盾創(chuàng)造了良好的工作環(huán)境，任命他為公司科技委副主任，并成為國家“千人計劃”特聘專家。這要求王盾具備更加廣闊的視野和大局觀、對整個領(lǐng)域技術(shù)前沿發(fā)展的敏感、以及與多方溝通協(xié)調(diào)的能力，站在更高的角度謀劃企業(yè)在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域的發(fā)展規(guī)劃、把控研發(fā)技術(shù)質(zhì)量、提升產(chǎn)品性能和年輕員工的技術(shù)水平?；仡櫥貒鴰啄陙淼慕?jīng)歷，王盾說道：“從具體的技術(shù)專業(yè)人才到技術(shù)領(lǐng)軍人物的轉(zhuǎn)變，對我本人來講，是一個在更大舞臺上學(xué)習(xí)成長的過程，只有回到祖國才能得到這樣的發(fā)展機遇?！?/p>

十年磨一劍，過去的十年是中國航天創(chuàng)新發(fā)展的十年。從北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)、飛行器交會對接到載人航天的實現(xiàn)，王盾參與并見證了航天事業(yè)的快速發(fā)展，特別是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展的歷程。隨著北斗二號的建設(shè)完成，我國衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了一套包括基礎(chǔ)產(chǎn)品、應(yīng)用終端、運行服務(wù)等在內(nèi)的較為完整的應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈。2017年1月9日，北斗二號工程榮獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎特等獎，體現(xiàn)了國家對北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的高度重視，充分表明了國家建設(shè)發(fā)展北斗系統(tǒng)的決心和信心。王盾認(rèn)為，未來北斗三號全球系統(tǒng)建設(shè)完成后，在空間飛行器導(dǎo)航授時領(lǐng)域，將可實現(xiàn)真正意義上的、基于北斗的全時空、高精度、高可靠的定位、導(dǎo)航和授時服務(wù)，從而使北斗發(fā)揮更加主導(dǎo)的作用，這為我國的衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)品走向世界帶來了新的發(fā)展機遇;包括北斗空間應(yīng)用產(chǎn)品在內(nèi)，各類應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的制定需要走在前面。對于北斗的發(fā)展前景，王盾滿懷信心：“北斗是大國重器，肩負(fù)國防及國家安全應(yīng)用，不會也不允許因為全球市場競爭而退縮，將會隨著競爭更加完善，為中國及全世界提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)?！?/p>

20世紀(jì)80年代末期，王盾出國之前恰逢北斗一號最初論證之際，20年后，他回國終于參與了自己國家的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)，這是最令他驕傲的事情。

技術(shù)亮劍：探索衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用新領(lǐng)域

目前，航天恒星科技有限公司已可為低軌衛(wèi)星的導(dǎo)航授時需求提供實時在軌亞米級和事后處理毫米級精度的成熟貨架產(chǎn)品，達(dá)到國際先進(jìn)水平。低軌衛(wèi)星是指在3000km高度以下軌道上飛行的衛(wèi)星，在高于8000km以上的軌道，基于導(dǎo)航衛(wèi)星的航天器導(dǎo)航授時應(yīng)用鮮少，多處于學(xué)術(shù)探索研究的階段。

2014年10月，探月三期再入返回飛行試驗器服務(wù)艙和返回器搭載了航天恒星研制的GNSS導(dǎo)航接收機。國際上首次在50000km的高度上實現(xiàn)了基于導(dǎo)航衛(wèi)星的高軌航天器實時在軌自主導(dǎo)航，為再入返回飛行試驗器服務(wù)艙在50000—5000km高度的轉(zhuǎn)移軌道上全程提供了實時在軌的連續(xù)定位和測速數(shù)據(jù)，綜合性能達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

基于導(dǎo)航衛(wèi)星的探月返回在軌自主導(dǎo)航任務(wù)有兩大技術(shù)難題：一是軌道高度超越導(dǎo)航衛(wèi)星的軌道高度，導(dǎo)航信號功率衰減嚴(yán)重，過去在地面和低軌空間應(yīng)用成熟的算法已經(jīng)難以適應(yīng)任務(wù)要求；第二，返回器以第二宇宙速度返回地球，進(jìn)入大氣黑障后再魚躍彈起落下，任務(wù)要求在如此高的動態(tài)下保證衛(wèi)星導(dǎo)航定位測速數(shù)據(jù)的連續(xù)性和準(zhǔn)確性。為了克服這兩大難題，王盾帶領(lǐng)團(tuán)隊齊心協(xié)力研究出了適用于高軌空間應(yīng)用的弱信號捕獲跟蹤算法和超高動態(tài)環(huán)境下的信號快捕與跟蹤算法，突破了GNSS高軌自主定軌等多項關(guān)鍵技術(shù)，為返回器的精確再入控制提供了準(zhǔn)確測量數(shù)據(jù)，保障了探月任務(wù)的順利完成（見圖1）。

時隔兩年，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在新一代大推力火箭長征五號的發(fā)射任務(wù)上又得到了創(chuàng)新應(yīng)用。大型火箭在發(fā)射升空后箭器分離，需要對箭體的散落點和散落過程進(jìn)行掌控和監(jiān)測。當(dāng)火箭發(fā)射場位于海岸附近、火箭落位于海洋深處時，在遠(yuǎn)離陸地的海面布設(shè)傳統(tǒng)的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)需要投入很大的資源。將北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)特有的短報文功能應(yīng)用于箭體散落監(jiān)測，不僅可以獲得實時準(zhǔn)確的監(jiān)測數(shù)據(jù)，而且高效和經(jīng)濟(jì)。

王盾坦言：“在接到這個任務(wù)時，距離火箭發(fā)射只剩下不到3個月的時間，研制攻關(guān)時間緊、任務(wù)重、難度大?！币环矫?，王盾所在的航天恒星導(dǎo)航事業(yè)部科學(xué)分解任務(wù)，合理配置資源，組織專職團(tuán)隊，嚴(yán)格執(zhí)行紀(jì)律，從而實現(xiàn)工程技術(shù)和進(jìn)度的風(fēng)險管控；另一方面，基于良好的技術(shù)儲備，研制團(tuán)隊發(fā)揚航天拼搏精神，全力以赴，攻堅克難，反復(fù)測試試驗，在充分考慮火箭的動態(tài)特性、海洋特殊環(huán)境等多方面因素的基礎(chǔ)上，成功研制出十幾套導(dǎo)航設(shè)備，較好地完成了任務(wù)。這次任務(wù)的成功實施充分展示了在北斗二號服務(wù)區(qū)域的邊緣地帶，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)仍然可以為高動態(tài)用戶提供高精度的定位測速服務(wù)和實時短報文通報服務(wù)（見圖2）。

創(chuàng)新驅(qū)動：開拓鉆研加強人才培養(yǎng)

星辰浩瀚，探索不息。只有不斷創(chuàng)新，砥礪前行，才能取得更加輝煌的成就。國外的很多創(chuàng)新理念對中國航天事業(yè)的發(fā)展具有一定的借鑒意義，例如精簡高效的團(tuán)隊管理、注重技術(shù)創(chuàng)新和轉(zhuǎn)化應(yīng)用等。但是國外經(jīng)驗不能照搬，因為國情不一樣、企業(yè)文化不一樣、面向的市場也不一樣。王盾指出，“搞好企業(yè)創(chuàng)新，一定要結(jié)合國情，走出適合自己的發(fā)展道路”。

企業(yè)創(chuàng)新文化的建設(shè)需要發(fā)揚傳統(tǒng)，繼往開來。中國航天的拼搏創(chuàng)新文化是最讓王盾欽佩和尊重的?！捌床珓?chuàng)新的重點在追趕。面對型號任務(wù)，我們能高效地組建團(tuán)隊解決問題、占領(lǐng)陣地、沖鋒陷陣。從過去的發(fā)展經(jīng)驗來看，我們追趕世界先進(jìn)水平的速度快、效率高，這種好的傳統(tǒng)要保持發(fā)揚，”王盾說，“下一步，我們要考慮深化創(chuàng)新，形成一種創(chuàng)新自覺?，F(xiàn)在我們已經(jīng)跑到前面，接下來如何繼續(xù)往前發(fā)展？這是需要認(rèn)真思考的?！?/p>

技術(shù)創(chuàng)新需要刻苦鉆研，勇攀高峰。作為公司科技委副主任，王盾非常重視青年創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，“青年在中國航天隊伍中發(fā)揮著承上啟下的作用，我們要在人才培養(yǎng)方面不斷探索實踐，實現(xiàn)企業(yè)的創(chuàng)新突破?！睂τ谇嗄觋P(guān)心的成長平臺問題，王盾強調(diào)，青年骨干要加強自我學(xué)習(xí)，相互交流和深入鉆研。首先應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，知識技術(shù)在不斷進(jìn)步發(fā)展中，要保持領(lǐng)先就要不斷學(xué)習(xí)，包括自我學(xué)習(xí)和參加內(nèi)部培訓(xùn)等。其次，創(chuàng)新需要交流，博取眾長才能有目的地創(chuàng)新，例如積極參加北斗導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會和學(xué)術(shù)交流會等。通過學(xué)習(xí)掌握最新知識，通過相互交流吸取經(jīng)驗，通過鉆研突破前沿，進(jìn)而深化創(chuàng)新。在青年員工自我強筋健骨的同時，企業(yè)應(yīng)積極創(chuàng)造條件幫助他們“走出去”，讓他們?nèi)ジ蟮膱龊襄憻挸砷L。

毛凌野_報道 甄小云_攝影