獨家專訪｜「北鬥狂人」林寶軍：要做四大衛星導航系統的世界第一
2020-09-23 中國經濟周刊《中國經濟周刊》記者 賈璇 |上海報導
告別受制於人！
1993年，我國「銀河號」貨輪從天津港出發前往伊朗，行至印度洋公海海域時突遇美國攔截，稱該貨輪涉嫌運輸化學武器，要求上船檢查。就在中方考慮如何回應時，美國直接切斷了貨輪的GPS信號。一時間，「銀河號」在海上失去方向，寸步難行。
時任外交部國際司副司長的沙祖康回顧這段歷史時，連用了好幾個「窩囊」：「拒絕，窩囊，我們要背黑鍋；讓他們去查，某種程度上我們受到了侮辱，也窩囊」。
看人臉色的滋味不好受。次年，中國啟動自主建設、獨立運行的衛星導航系統——北鬥。
2020年7月31日，北鬥三號全球衛星導航系統建成暨開通儀式舉行，中國成為世界第三個獨立擁有全球衛星導航系統的國家。
就像水和空氣一樣，現代人的生活已經離不開導航。北鬥三號將給人們生活帶來哪些改變？iphone 12會兼容北鬥嗎？北鬥的「國產心臟」龍芯有何來頭？
近日，《中國經濟周刊》就相關問題獨家專訪了北鬥三號系統衛星總設計師、中科院微小衛星創新研究院副院長林寶軍。
「在四大導航系統裡，原來的目標是爭二保三，但我覺得既然上場就要進球，我的目標就是世界第一，否則咱就別做，」林寶軍說。
思路大膽的林寶軍被人稱為「北鬥狂人」，他認為按部就班跟別人走，不可能實現超越。此次他帶領的81人首發星團隊，平均年齡只有31歲，他們用三年零三個月的時間，順利完成北鬥三號12顆組網衛星的部署任務，實現美國GPS 2到GPS 3二十年才能完成的跨越。
林寶軍接受專訪 攝影:《中國經濟周刊》記者 王雨菲
《中國經濟周刊》：您如何評價北鬥三號從設計到具體實施的過程？
林寶軍：可以說超乎預期，沒有遺憾。團隊有自信、有追求、有夢想。
最後一顆組網星打完後，我收到一條簡訊，說「這顆星終於成功了，我們完成了別人認為不可能完成的事情。」
實際上，每一顆星都傾注了我們的心血和感情，每一顆星都體現了北鬥人的拳拳報國之心。雖然過程有挫折，但我認為這都是前進途中必須交的學費。就像生活，酸甜苦辣鹹必須都有。
我們團隊這幫「不知天高地厚」的年輕人，每天綁在一起，幹自己喜歡的事業，這就是一種幸福，我為這群年輕人點讚。
《中國經濟周刊》：美國蘋果公司可以說是領航GPS市場的公司。有消息透露，iPhone12有可能兼容北鬥信號，對此您如何看？
林寶軍：我估計是必然的，否則iPhone12一定會慘遭淘汰。人類不會有好東西不用，況且北鬥系統提供的服務是免費的。
古代中國人發明的指南針，全世界都在用，北鬥是中國航天人給世界的又一貢獻。建設北鬥不是為了稱霸世界，是為了造福全人類。
《中國經濟周刊》：北鬥三號打破一顆衛星上新技術不超過30%的慣例，新技術比例達到70%，底氣何來？
林寶軍：我壓根兒沒考慮這個慣例，這是觀念的突破。別人認為進口的東西更保險，這是大家慣有的觀念，沒人敢用國產的。我們團隊不然，只要理論行得通、驗證充分了，國產不等於不保險。
《中國經濟周刊》：北鬥三號比計劃提前半年完成組網，是如何做到的？
林寶軍：用靠譜創新的技術、成熟的工藝，加上充分的地面實驗，就可以實現跨越。
一般來講，我們拿到一個問題，先分析歐美國家在做什麼，把這個調研清楚後，找到和他們的差距，確定好關鍵技術，攻克後縮短差距。但是你想想，如果他們的目標錯了，不就把人帶到溝裡去了？
我的想法是，不要以他們為目標，也不要以權威為準，要以客觀事物發展的本質需求為目標。
像星間鏈路技術，讓北鬥實現了「一星通，星星通」。一開始所有人都認為，這只是個方向，連美國人都還沒做出來，中國人不可能做出來。事實證明，我們不僅做出來了，還使北鬥系統的整體精度一下子提升到世界領先水平。
設計師在北鬥三號總裝大廳保護衛星電源控制器。 攝影:《中國經濟周刊》記者 王雨菲
《中國經濟周刊》：北鬥三號衛星的自主運行是指什麼？
林寶軍：就是地面什麼都不用管，北鬥三號衛星自己在天上工作。
比如，衛星大部分時間是全陽照，但在太陽陰影處，兩翼的太陽能充電板就沒電了，這時需要地面控制，讓蓄電池放電。現在是衛星自己就都操作了。北鬥三號組網衛星可以在不依賴地面的情況下自主運行，並保證用戶的精度。
《中國經濟周刊》：晶片是衛星最核心的元器件，北鬥三號的「心臟」採用中科院研發的國產龍芯，背後原因是什麼？
林寶軍：北鬥三號在天上要實現星間鏈路、軌道運算、運行管理、波速指向和路由等功能，需要很大的運算量。
原來我們用的是歐洲sc80c32晶片，為了滿足上述功能，需要用好多塊晶片合起來。國產的龍芯，一片是它運算能力的十倍，所以我們下決心用。
另外，在天上工作時，sc80c32晶片大概一周會出現一次計算錯誤，但龍芯累計壽命已經30年了，出錯率是零。基本上可以說，一塊龍芯是十塊歐洲晶片的能力。
所以說，國產不等於不好，國產不等於不可靠。
龍芯晶片 (圖片來源：中科院微小衛星創新研究院提供）
《中國經濟周刊》：如果北鬥三號35顆衛星中，有出現問題或者故障的小衛星，系統還能正常運作嗎？
林寶軍：從導航原理來講，只要見到4顆星就可以定位。北鬥星座在設計之初已經考慮了必要的冗餘，打到天上的星，比我們正常功能需求要富餘很多。這樣做就是希望當1、2顆衛星出現問題的時候，全球用戶仍然能正常使用。
採訪中，林寶軍打開隨身手機，屏幕顯示研究院所處的上海張江地區上空，有15顆北鬥衛星，9顆GPS衛星和10顆伽利略衛星。攝影:《中國經濟周刊》記者 王雨菲
《中國經濟周刊》：雖然我們的北鬥比一般的小衛星壽命更長，可達10-12年，但衛星在軌很難維護、修復和更換，北鬥三號服役期滿後如何處理？
林寶軍：我們會不斷地補發備份星。服役期滿的小衛星就回不到地球了，讓它飄到更高的墳墓軌道去。如果衛星還能滿足要求，會繼續用。
《中國經濟周刊》：北鬥三號組網成功，是否說明我們實現了天地一體化？
林寶軍：這個網實際上已經實現天地一體化了。
北鬥55顆衛星組成的網，是目前中國衛星最多、最複雜，而且最貼近民眾的網。其他比如遙感衛星等，大家可能體驗不到，導航衛星和智慧型手機，和咱們的生活最密切相關。
比如我身在運控大廳裡，可以每三秒鐘看到指定衛星的數據，它在天上到底怎麼樣，我在地上都能看見。再加上實現了星間鏈路，我可以給天上的各個衛星發送指令。
《中國經濟周刊》：北鬥三號55顆衛星，其實是不同的團隊在做，怎麼保證質量？
林寶軍：功能定義成一樣，協議定義成一樣，協議標準等做成一樣就可以了。
上海團隊共發射了12顆衛星，長相都差不多，但試驗星和組網星「肚子裡」的東西會有微弱的區別。我們的技術在不斷進步，衛星的功能也越來越強。像首發星還沒配置氫鍾，第二顆星的時候就上了。明年再打星就要上雷射冷原子鐘了，技術在不斷跨越。
中國科學院上海天文臺自主研發的被動型星載氫原子鐘 攝影:《中國經濟周刊》記者 王雨菲
《中國經濟周刊》：北鬥三號組網成功後帶來巨大商業價值，「北鬥+」「+北鬥」的想像空間無限大，您怎麼看？
林寶軍：確實是無限大。任何數據沒有時間和位置的屬性，就是無用的數據。跟我們生活息息相關的信息，80%都和時空有關。說導航是國家信息的基石，是全人類基礎性的公共設施，是國之重器，怎麼說都不過分。
大家都說時間就是金錢，確實是。比如說銀行結算，時間上差一毫秒結算日期就會變，沒準幾十個億就損失掉了。再比如在泥石流之前，通過衛星導航系統測繪監測到極其輕微的形變，就可以提前安排人員撤退，減少損失。
北鬥和百姓生活太密切了，能應用的場景太多。
責編 | 姚坤
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至此，北鬥三號全球衛星導航系統星座部署，比原計劃提前半年全部完成。2020年7月31日，由我國自主建設獨立運行的全球衛星導航系統北鬥導航全面建成，中國也由此成為了世界上第三個獨立擁有全球衛星導航系統的國家。自1994年啟動北鬥一號工程，到今年北鬥三號全球衛星導航系統全面建成。 -
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