追憶國士許其鳳 打破西方神話 推動中國衛星導航系統從0到1的突破

2021-01-10 冪談天下

追憶國士許其鳳 打破西方神話 推動中國衛星導航系統從0到1的突破

北鬥已成,他卻走了。他是為事業拼搏的大家,傾其畢生心血探索衛星導航技術。他是挑戰舊思維的鬥士,醉心科研攻關不斷攀登學術巔峰,他就是許其鳳。

2020年7月2日中國衛星導航定位專家,中國工程院院士,解放軍信息工程大學導航與空天目標工程學院教授、博士生導師許其鳳因病醫治無效,於在京逝世。

許其鳳,1936年1月生於天津,1953年考入解放軍測繪學院成為大地測量專業的一名學員,1958年許其鳳畢業後留校任教,從此踏入了教育、科研的軍旅生涯。

中國衛星導航研究領域的拓荒人

許其鳳在20世紀60年代中期研發了人造衛星測量儀,在當時它不僅是中國最早的一批觀測儀器,其精密程度也毫不遜色於國際標準。因為成功研發這臺設備,許其鳳獲得了全國科技大獎。獲得沉甸甸的榮譽之後,許其鳳沒有停下腳步,他決心再開闢事業中的另一塊疆土。

20世紀80年代衛星定位技術只是被少數發達國家掌握的高級技術,也是確定大國地位的重要標誌。許其鳳決定將研究方向轉向衛星導航領域。然而從熟悉的空間大地測量跨界到陌生的衛星定位這並不是簡單的事情。許其鳳說,你針對的是天上的目標就是衛星,因此對天上的,就是說天體力學、軌道理論都要重新學一下。

在當時全國從事衛星導航的研究人員僅有兩三名,許其鳳作為其中的一員想要攻破難題,他必須在有限的資料裡淘金。1985年許其鳳帶著第一篇論文去美國,參加首屆GPS全球定位系統研討會。許其鳳撰寫的論文也成為眾人關注的焦點。許其鳳說,以前美國人是不把精密的軌道告訴我們的,我們自己定,那麼在我們國家地區能不能夠定出精密的GPS衛星軌道,這篇論文就是研究這個問題,並且得出一個初步結論是可以的。研討會結束後,許其鳳接到了外方的邀約,在經濟條件匱乏的四十年前,面對別墅、高薪等優厚條件,許其鳳毫不猶豫地拒絕了。

1987年中國航天部籌劃飛彈發射定位、定向課題,這個任務落到了許其鳳的肩上。許其鳳說,一般要做精度統計的時候,它至少要做三十次,以致整個一個流程過完了用新的方法再做一個。我們叫測回。但是這樣的工作,要做三十次以上,重複做。經過三年的跋涉許其鳳解決了武器定位的難題,從理論到實踐他為自己的衛星導航定位研究實現了新的跨越。

1989年在美國衛星導航定位系統尚未完全組網之時,許其鳳出版了《GPS衛星導航與精密定位》一書,這是中國第一本全面闡述衛星導航的綜合性專著,也成為日後培養國內衛星導航人才的基石。

衛星勘界 寸土不失

1991年,中蘇兩國通過友好協商,決定共同啟動交換邊界(東段)聯合測量工作。許其鳳受命負責此次聯測我方總體方案的設計、施測指導和數據處理工作。該項工作開創了國內首次應用GPS技術開展大規模測量的先河。

1991年5月的一天,距離中蘇兩國坐下來正式協商邊界問題不到24小時,許其鳳發現,蘇方提供的一批數據始終無法與我國實測數據「吻合」。經過縝密測算後,許其鳳胸有成竹地斷定「對方提供的數據有誤」!籤字臺變成了談判桌,面對我方準確的實測數據和縝密的測算,蘇方最終承認了失誤並進行重新測算。我方在談判問題上完全佔據了戰略主動,四千裡邊境線的定位無誤,國家領土和主權寸土不失!

許其鳳不僅在衛星導航領域不斷開疆拓土,還在軍內開闢第一個空間大地測量學學科方向,解決了遠程武器發射機動測量保障問題。

首創自主衛星導航星座方案

1991年海灣戰爭爆發後,許其鳳密切關注著這場「一邊倒」的戰爭,他清醒地認識到,靠我國現有的「北鬥一號」將不能滿足今後戰爭中精確打擊目標的需要,必須發展我國新一代導航系統!一種強烈的使命感、責任感讓他寢食難安。那時,我國第一代導航系統剛剛投入使用,新一代導航系統採用什麼樣的技術,如何建都是個未知數,而他也步入了花甲之年,就是傾注自己全部的心血,能不能取得成果,他心裡一點底就沒有。儘管如此,他還是下定決心去攻克這個難題。

在許其鳳的科研攻關路上,有人給他計算過,如果按照以8小時為一個工作日的話,那麼他每年的工作日可以多出上百個。

1997年許其鳳承擔我國第二代衛星導航系統的星座設計工作。1996年在國外設立監測站因為政局的變化而擱淺時,這件事深深地觸動了許其鳳。他說,那就是告訴我們一個應該說是冷酷的現實,作為軍事應用來講,靠國外的監測站不一定靠得住。

從上世紀後半段開始,美國、俄羅斯、歐盟開始佔領太空領域的軌道與頻譜資源,並且聯手對中國玩起衛星導航領域的「叢林法則」:允許花錢買服務,但絕對不允許涉足核心技術領域。然而,獨立自主的衛星導航系統是國家政治、經濟、軍事獨立的一個重要象徵,也是國家大國地位的一個重要支撐。許其鳳深諳此嚴重形勢,對他而言,建立起一套自主可控的衛星導航系統已經刻不容緩。

在仔細分析判斷國家發展需求與國際態勢情況後,許其鳳否定了我國參考GPS的衛星星座方案進行布設的建議,並強調必須「另起爐灶」。這條建議被採納後,為推動我國衛星導航系統的發展發揮了獨特作用。據悉,發展衛星導航系統,面臨著政治、經濟和戰略機遇等諸多因素的制約,在種種困境限制下,許其鳳苦苦地尋求「最優解」。

經過嚴密計算推演,許其鳳提出了由靜止軌道衛星和傾斜同步軌道衛星相結合的區域星座設計方案,實現了立足我國本土設站即可實現對全系統的監控,同時使區域組網衛星使用數量與GPS方案比減少4顆,可減少投入22億元。考慮到衛星的設計壽命,平均每8年須依次補發全部衛星,即運行期間每8年還將減少投入22億元。同時,許其鳳還提出準實時校正運行方案,保障了系統的高精度導航性能和穩定性,並擁有獨特的短報文功能。最終,該方案被國家選定。許其鳳打破西方神話,推動我國衛星導航系統從0到1的突破,使我國成為世界上第三個具備自主可控衛星導航定位能力的國家。

傾情三尺講臺 桃李芬芳

2005年評為院士後,許其鳳不僅不搞特殊,連一些正常按規定可以享受的待遇也不在乎。每當受邀外出講學或開會,即使是對方負責行程安排,他也總是給秘書交代,如果坐飛機坐經濟艙就可以了,做商務艙浪費國家的錢,坐高鐵也是要求只要有座就行,沒有更多要求。事情雖小,卻更能反映許院士看待名利、看待享受的處世價值。

2015年許其鳳病倒了被診斷為肺癌,臨近手術前他還惦記著一件未完成的工作。為測繪局的人員講課,那是他之前的許下的承諾。測繪局都是要決定我們國家軍事測繪發展的一些方向,對衛星導航這個新生事物我覺得應該向他們做一點宣傳工作。但是我就不知道我做了手術以後,還能不能講課,心理沒數,所以我就在做手術之前把這課講了。

對許其鳳而言,他並不怕死亡,他放不下數十年來辛苦耕耘的事業,放不下正在成長的學子,那是他一輩子的希望,也是國家衛星導航領域的希望。有多少次忍受著身體的不適,投入到一輪又一輪的工作中,用熱情和忙碌對抗著病痛,那是他治癒疾病的最好方式。

從軍67年,從教62年,許其鳳是中國衛星導航研究領域的拓荒人,也是誨人不倦的學科帶頭人,對他而言講臺是他科研夢想的起點。最喜歡的就是他的學生喊他許教員。

如今中國載人航天工程測控通信系統總師於志堅、北鬥二號地面運控系統總師周建華,這一個個響噹噹的名字的背後,都有一個共同的身份,那就是許其鳳的學生。許其鳳說,科研絕不是一個人的事情,更培養出更多為國效力的棟梁,那是他晚年最欣慰的事情。

從軍校教員到2005年當選中國工程院院士,許其鳳從走進科學領域的那一天起,他選擇的每一個方向,承擔的每一個任務都與國家需求緊密相關。在他的生命歷程裡除了永不褪色的軍人氣節,始終如一的科研激情。

創新、進取是這位共和國院士的事業定位,也是他的人生定位。許其鳳說,衛星需要定位,人生更需要定位。將事業與人生融入民族復興的徵程,我們會走得更遠。(冪談天下/張冪)

資料來源:央視、河南省科協、科學網、科學時報、

相關焦點

  • 北鬥衛星導航系統的發展與突破
    北鬥衛星導航系統是中國著眼於國家安全和經濟社會發展需要,自主建設運行的全球衛星導航系統,是為全球用戶提供全天候我們將從歷史背景、發展歷程、技術突破、應用推廣、未來發展等方面出發,詳細介紹北鬥衛星導航系統背後的故事。
  • BDS衛星導航系統
    中國北鬥衛星導航系統(英文名稱:BeiDou Navigation Satellite System,簡稱BDS)中國北鬥衛星導航系統
  • 授權發布:中國北鬥衛星導航系統(全文)
    中國始終秉持和踐行「中國的北鬥,世界的北鬥」的發展理念,服務「一帶一路」建設發展,積極推進北鬥系統國際合作。與其他衛星導航系統攜手,與各個國家、地區和國際組織一起,共同推動全球衛星導航事業發展,讓北鬥系統更好地服務全球、造福人類。
  • 全球四大衛星導航系統介紹!
    2020年6月23日,西昌衛星發射中心騰空而起的長徵火箭將最後一顆北鬥組網衛星送入太空,至此中國完成北鬥導航系統所有46顆組網衛星的部署,標誌著中國北鬥導航系統的全面建成!蘇聯在1976年啟動的該導航系統項目,該項目後由俄羅斯繼續執行。該系統於2007年開始運營,當時只開放俄羅斯境內衛星定位及導航服務。到2009年,其服務範圍已經拓展到全球。該系統主要服務內容包括確定陸地、海上及空中目標的坐標及運動速度信息等。導航系統目前在軌運行的衛星已達30顆,其中24顆衛星正常工作(21顆工作星和3顆備份星)、3顆維修中、3顆備用。
  • 打破美國卡脖子,北鬥全球衛星導航系統組網成功,網友:美國難受
    北鬥系統是我國迄今為止規模最大、覆蓋範圍最廣,而且性能要求最高的最複雜的巨型航天系統。「北鬥三號」衛星導航系統其建設目標是為中國及周邊地區的我軍民用戶提供陸、海、空導航定位服務,促進衛星定位、導航、授時服務功能的應用,為航天用戶提供定位和軌道測定手段,滿足武器制導的需要,滿足導航定位信息交換的需要。
  • 全球四大衛星導航定位系統
    目前市面上的智慧型手機都是同時支持多種導航衛星的信號,並不只是GPS。不知道大家有沒有注意到,以前手機上的定位服務名稱是GPS,而現在都叫位置信息服務,這也是北鬥系統不斷發展的結果。目前全世界一共有四大衛星導航定位系統,其中美國的GPS、俄羅斯的格洛納斯、中國的北鬥已經完成全面組網,只有歐盟的伽利略系統還在艱難前行。
  • 2020年中國衛星導航行業研究報告
    核心摘要:衛星導航系統可以為用戶提供定位、導航、授時三大功能,是提供時空數據的重要基礎設施。我國的北鬥導航系統還可以提供短報文通信、國際搜救等特色功能,2020年6月15-17日,北鬥三號系統的最後一顆星將擇機發射。北鬥三代全星座部署完成後,在中國及周邊地區定位精度優於0.3~0.6 米。
  • 宣講家文稿:北鬥衛星導航系統的發展與突破
    我們將從歷史背景、發展歷程、技術突破、應用推廣、未來發展等方面出發,詳細介紹北鬥衛星導航系統背後的故事。P是定位、N是導航、T是授時,也就是說,PNT就是我們平常所說的定位導航授時。PNT的發展史的第一階段是人類遷徙、狩獵、農耕的階段,採用目測自然現象來進行定位;發展到遠洋航海的階段,我們有了羅盤和航海鍾;擴大到航空、遠程陸路的階段,我們有無線電和雷達;隨著1957年人類的第一顆人造衛星上天,我們的活動空間又擴展到了近地空間,產生了以衛星導航系統為核心的定位手段。
  • 北鬥衛星導航系統的發展近況
    與美國GPS、俄羅斯格洛納斯、歐洲伽利略一起,成為國際GNSS四大衛星導航系統。 我國的北鬥系統按照「三步走」的發展戰略,第一步,2000年建成了北鬥衛星導航試驗系統,使中國成為世界上第三個擁有自主衛星導航系統的國家。第二步,區域性衛星導航系統建設,形成覆蓋亞太大部分地區的服務能力。2012年12月27日,北鬥衛星導航系統開始向亞太大部分地區正式提供連續無源定位、導航、授時等服務。
  • 全球三大衛星定位精度比拼:美0.1米,俄1.5米,中國北鬥多少
    而能為人們提供導航定位這一服務的,就是由多顆人造衛星組成的全球衛星導航系統。其定位精度約為0.1米,可見GPS各方面的性能數據也在不斷優化。 俄羅斯的衛星導航系統叫做格洛納斯,於2009年將其服務範圍拓展到了全球,定位精度約為1.5米。
  • 新聞辦就《中國北鬥衛星導航系統》白皮書等情況
    今天,國務院新聞辦公室發表《中國北鬥衛星導航系統》白皮書,同時舉行新聞發布會,向大家介紹白皮書的主要內容和北鬥衛星導航系統有關情況。這部白皮書是國務院新聞辦公室發布的第100部白皮書。出席今天發布會的有中國衛星導航系統管理辦公室主任、北鬥系統新聞發言人冉承其先生。首先,我簡要介紹一下《中國北鬥衛星導航系統》白皮書的主要內容。
  • 星耀天穹 福及人類——中國北鬥全球衛星導航系統建設紀略
    2008年前後,梅剛華團隊成功研製出具有完整自主智慧財產權、滿足航天工程要求的星載銣原子鐘正樣產品,做到計時精度與美國GPS系統同期技術相當,打破了國外技術壟斷和封鎖,並批量用於「北鬥二號」衛星,中國的北鬥終於裝上了一顆「中國芯」。
  • 北鬥衛星導航系統,我們除了有「中國速度」,同樣有「中國精度」
    衛星導航系統是一個國家重要的空間基礎設施,甚至是基礎設施中的支撐和基礎。從時間上來講,導航系統提供的時空基準不可或缺。精確的時空基準,可以說是一個國家的戰略資源,通信、電網、金融等行業,都需要導航衛星的精準定位和授時功能。從防禦上來講,導航衛星也尤為重要,在保衛國家安全的時候,很多武器裝備的制導、導航都離不開衛星。
  • 中國北鬥與歐洲伽利略衛星導航系統頻率
    2015年1月12日至16日,中國衛星導航定位應用管理中心與歐盟代表團在捷克布拉格舉行了北鬥與伽利略衛星導航系統第四次頻率磋商會談在本次會談中,歐盟代表團接受了中國衛星導航定位應用管理中心提出的頻率共用理念,同意在國際電聯框架下完成衛星導航頻率協調。中歐衛星導航系統結束了長達八年之久的頻率協調工作,雙方將攜手合作走向共同發展。這是中歐在衛星導航領域的重要成果,將促進中歐更好的落實雙方領導人會晤時,關於在衛星導航科學及其應用方面尋求並培育新的合作領域的倡議,推動中歐深入開展衛星導航領域應用合作。
  • 2020年全面建成北鬥全球系統 中國衛星導航產值規模有多大?(圖)
    3月、5月將組織最後兩次北鬥三號衛星發射,2020年將全面建成北鬥全球系統。北鬥衛星導航系統是中國著眼於國家安全和經濟社會發展需要,自主建設、獨立運行的衛星導航系統,是為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務的國家重要空間基礎設施。近年來,衛星導航產業持續擴大,產值穩步增長,保持了良好的發展態勢。
  • 同為四大導航系統,GPS定位精度0.3米,中國的北鬥系統精度多少?
    同為四大導航系統,GPS定位精度0.3米,中國的北鬥系統精度多少?現在我們的生活許多方面都開始離不開衛星導航的幫助,不管是我們開車出門去旅遊或者是坐飛機之類的,都離不開它。而人們一提到人造衛星往往第一時間想到的就是GPS,而在全球,最著名的衛星導航系統也是美國的GPS。
  • 中國北鬥衛星導航系統擁抱阿拉伯國家
    從2000年10月第一顆北鬥一號試驗衛星成功發射,到2020年6月北鬥三號最後一顆全球組網衛星完成部署,20年來,44次發射,中國先後將4顆北鬥試驗衛星,55顆北鬥二號、三號組網衛星送入太空,完成全球組網,為世界貢獻全球衛星導航的「中國方案」。星空浩瀚無比,探索永無止境,北鬥三號系統最後一顆全球組網衛星的發射成功並不意味著系統建設的結束,而是服務全球的起點。
  • 科技知識:北鬥衛星導航系統
    一、北鬥衛星導航系統概述:北鬥衛星導航系統(以下簡稱北鬥系統)是中國著眼於國家安全和經濟社會發展需要,自主建設、獨立運行的衛星導航系統,是為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務的國家重要空間基礎設施。
  • 美國衛星精度0.3米,俄羅斯1.5米,專家:中國將精確到0.1米
    「本文章已經通過區塊鏈技術進行版權認證,禁止任何形式的改編轉載抄襲,違者追究法律責任」 其實現在無論在哪一個領域,我們都早已經離不開全球GPS定位系統。生活中,人們的出行需要導航來指引方向,在軍事上,需要精準的坐標來發現目標等,所以GPS定位系統早就悄無聲息的在我們的生活中遍布開來。那麼作為排名前三的中美俄三個國家,各自的衛星精準度會是多少呢?下面就和小編來看一下吧。據美國對外報導稱,他們的衛星精準度在0.3米左右,當人們看到這個數字即感覺到驚訝,也會感覺到害怕。
  • 從「北鬥」淺談全球四大衛星導航系統
    當下全球有四大衛星導航:中國的北鬥衛星導航系統(BDS),美國的全球定位系統(GPS),歐盟的伽利略衛星導航系統(GALILEO)、俄羅斯的格洛納斯衛星導航系統(GLONASS)。1978 年發射第 1 顆 GPS 衛星,到 1994 年完成 21顆工作衛星加 3 顆備用衛星的衛星星座配置,1995 年正式宣布具備完全工作能力。