知音杂志 2023年5月·月末版
2023-06-12 16:53 知音官网发布
首席科学家爱的导航：北斗垂苍莽，皎皎灿繁星
来丽霞
蔚保国是中国电子科技集团首席科学家，我国第一代“北斗人”。他披星戴月，逐梦星空，工作和生活的世界里全是卫星……
◇ 午夜的灯光：温暖逐梦星空的夜归人 ◇
1988年7月，蔚保国从位于湖南省长沙市的国防科学技术大学电子工程系毕业，分配到位于河北省石家庄市的电子工业部通信测控研究所工作。在这里，他邂逅了同年入所工作的河北姑娘孙丽英，两个年轻人彼此吸引。
蔚保国1966年10月出生于内蒙古自治区乌兰察布市凉城县，在自治区重点中学集宁一中就读时，他就是一名“学霸”。他平时热爱文学，更酷爱军事，对当时刚问世的银河巨型计算机尤感兴趣。所以高考结束后，他毅然改了北大物理系的志愿，填报了中国人民解放军国防科学技术大学电子工程系，投身国防。在湖南长沙就读的四年中，他全面走进军工和信息世界，沉浸其中。
1991年5月，蔚保国和孙丽英结婚。两人商定晚几年再要孩子。深奥却又新奇的电信世界深深吸引着蔚保国，在从事计算机软硬件开发三年后，为了拓展和提升，蔚保国攻读了燕山大学电路与系统专业研究生。
传统导航是人类利用地理物标和自然天体作为参照物，凭借经验进行定位。近代以来，人类发明了陀螺仪、加速度计、无线电信标等精密仪器和高精度导航定位法。有了人造卫星后，一种全新的导航系统应运而生。1994年，美国GPS卫星导航系统已经通行全球，24颗中轨卫星星座覆盖全球，覆盖率高达98%。鉴于国家安全需求和当时国民经济实力限制等因素，中国决定上马“双星定位”项目（即后来的北斗一号）：利用两颗同步定点卫星进行定位导航。但由于双星定位理论体制在国际上没有先例，国内业界普遍持怀疑态度。
1995年3月底，蔚保国硕士毕业，回所从事铁道部八五攻关项目隧道通信系统研制工作，解决了我国铁路通信在遮蔽环境的覆盖难题。同年10月，他被调入本所遥控遥测专业部总体室，从事航天测控与卫星导航系统总体工作。不久，国家双星定位筹建办专家组前来调研。蔚保国临时代表本所做主汇报，他思路清晰，观点独特，专家们大为赞赏。很快，该所承担了“北斗一号”工程中最大也是最难的地面信号收发系统项目。蔚保国因表现优异，被任命为项目副总设计师。那年，他才28岁。
“北斗一号”的双星，是两颗静止轨道地球同步卫星，与地球自转相同。天上两颗星，地面若干站。天地双向交互，为广域各类用户提供随机接入定位和位置报告服务。这个系统一旦成功，就是世界上首个双星定位系统，意义重大而又非凡。
蔚保国和同事们集中在一间大平房内，开启了拓荒攻关之旅。陪伴他们的白天是太阳，晚上是月亮，唯有太阳和月亮之间的卫星是一团迷雾，让他们苦恼也无限向往。
蔚保国披星戴月，在“北斗一号”双星定位的世界里忙碌和求索，家里的事都扔给了妻子。孙丽英知道他工作的重要性，不仅毫无怨言，而且总是想办法支持他。蔚保国每天晚上回家，在楼下看到窗口的灯光，心中有了力量，倍感温馨。在他们的二人世界里，妻子就是他的“白月光”。
◇ 北斗垂苍莽：首席科学家爱的导航 ◇
蔚保国和项目组背水一战，经常忙到午夜12点开饭，多数时候就是一大桶鸡蛋汤和一筐包子。
虽然夫妻俩早有约定，但是看到他们的同学、同事都有了孩子，孙丽英难免有些焦急，蔚保国也感到内疚，毕竟他和妻子都已经30岁出头了。
孙丽英怀孕时，蔚保国和项目组在做“北斗一号”的工程样机系统，孙丽英也在所里承担着标准化师工作，做孕检常常是她一个人去。
1998年3月，历经艰辛的工程样机系统终于通过验收。蔚保国也在结婚七年后终于有了漂亮可爱的女儿。此时，蔚保国正在研制信号收发系统正式样机，他和母校国防科技大学以及许多骨干单位，再次开始大联合攻关，蔚保国具体负责整个系统的数字信息接口规范，根本没时间照顾妻女。一日凌晨，他被女儿的哭声惊醒，赶紧披衣下床，帮着换块尿布，这已经是他为女儿做的最了不起的事情了。
2000年10月31日和12月21日，两颗“北斗一号”卫星分别发射升空，标志着中国继美国GPS和苏联时期（俄罗斯）GLONASS之后，成为世界上第三个建立卫星导航系统的国家。在“北斗一号”进入工程阶段时，蔚保国着手“北斗二号”技术体制的研究。为了更进一步提升理论水平，深化前沿研究，他又报考攻读北京理工大学通信与信息系统专业博士学位。
2003年，伊拉克战争爆发，美国关闭GPS后，伊拉克的导弹失灵了。这场战争更凸显出全球卫星定位导航在军事等领域的重要性。中国不能等！2005年，“北斗二号”正式上马。“北斗二号”系统的设计是，14颗卫星与32个地面站天地协同组网运行。过去都是通过发射信号，双向应答。现在不发射，只接收。从有源定位到无源定位，又是一个全新跨越！而且过去是天上一颗星，地面对应一个站；现在天上卫星多了，地面上需建造许多测控站，这会带来诸多问题：天线的相互遮挡、电磁兼容问题、场站的隔离布局建设、整个系统的维护和可靠性等等。如果沿着这个思路，将来的场站就是“天线农场”，必须另辟蹊径。
此时，蔚保国正好博士毕业，受命负责地面运控的核心主用系统，担任总设计师，主攻单站多星测控难题。经过反复论证，蔚保国和团队提出了一个数字多波束测量和注入新体制，就是用一个地面站同时管理多个卫星，让它们在天上结成团队，既听地面指挥，又相互支持。这只是一个大胆设想，并没有任何资料和试验数据证明可行。蔚保国带领团队专门在野外试验场搭建了一个缩比系统，进行室内仿真和外场无线试验。
攻关时，蔚保国和团队在偏僻的场地内，每天在露天环境下吃盒饭。蔚保国和团队的30多名成员，日夜兼程，做试验，做分析，做改进。夏天光着膀子，冬天裹身军大衣。在最紧张的那几年里，蔚保国每年大约280多天不在家，不说接送孩子上学，跟孩子都很少见面。极偶然的一次，他去接女儿放学，女儿激动地扑到他怀里说：“爸爸，我想你。”其实，他又何尝不想孩子呢？蔚保国对女儿深有愧疚。
在研究的过程中，一个技术问题，常常要卡壳几周甚至更长的时间。大家互相鼓励，头脑风暴，不停试错，艰难探索。
◇ 皎皎灿繁星：此身长许报家国 ◇
整整8年，经过2800多天星夜兼程，蔚保国和团队终于成功研制出我国首套数字多波束测量系统，解决了困扰我国航天测控领域的多星测量难题，为“北斗二号”工程攻克了核心堡垒。以两弹一星功勋孙家栋院士为首的专家组给出鉴定意见：“该系统技术极其复杂，研制难度极大，有重大技术创新，填补了国内空白，成果整体居国际领先水平”。后来，这套技术与装备荣获国家科技进步特等奖、军队科技进步奖一等奖、中国电子学会技术发明一等奖。
2015年，“北斗三号”系统工程正式上马。这套系统由30颗卫星组成，将实现全球定位导航授时服务。蔚保国团队再次承担了其中关键核心的地面管理系统，每天都工作到深夜。最紧张的时候，蔚保国和同事们三个月之内干了17个通宵。
他的世界里，全是卫星。有一次，蔚保国出差，深夜12点回家。进门后，就换上了工作服准备前往工作区。妻子问他：“这么晚了，你不能明天再去吗？”他说：“大家都正在加班呢！”连忙出门走了。
节假日没有了。春节，蔚保国大年除夕回家，初三就上班了；“五一”黄金周，他只休息一天。早就计划好的长假旅游，由于科研任务紧急蔚保国没有时间去，只好妻子和女儿去了。
经过5年的攻坚克难，两个系统终于成熟。由此，中国成为全球第一个拥有完备星间链路导航系统的国家，也成为全球第一个拥有全部GNSS（全球卫星导航系统）连续监测评估系统的国家。
2020年6月23日，“北斗三号”最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心点火升空，中国北斗全球卫星导航系统卫星组网完成。7月31日，“北斗三号”全球卫星导航系统正式开通。
蔚保国作为中国电科集团首席科学家、中国卫星导航重大专项体系总体专家组专家，担任了一系列科研任务负责人，获得全国最美科技工作者、全国五一劳动奖章等荣誉称号。
“北斗三号”建成后，新难题随即浮现：北斗卫星信号到达地面已极其微弱，进入室内或地下空间，更被衰减到几近于无，如何定位？室内定位，是世界公认的难题，虽有许多技术，但均不理想。蔚保国再次投身室内定位这一新领域。经过无数次的试错，蔚保国带领团队终于创造了一个全新的北斗阵列伪卫星定位技术与装备，实现了优于1米的室内定位，也让北斗用户终端在室内与室外可以自由无缝衔接。
2022年初，北京冬奥会国家跳台滑雪中心雪如意场馆有几百个房间，聚集了上千名工作人员。在这里，蔚保国团队的“北斗伪卫星室内外亚米级定位技术与装备”成果成功落地应用。这是世界上首次在奥运场馆实现大规模室内定位。冬奥会期间，团队在前后方远程分布式交互，疫情管控不能集中办公，蔚保国常常在家里书房开会，他作为主持人一直在线，经常开会到深夜一两点，有力支撑了冬奥会张家口赛区的成功举办，也获得了“科技冬奥”领导小组的表彰。
蔚保国对女儿有亏欠，女儿却在不知不觉中受到他对专业和事业认真执着的影响。高考，女儿考上辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院地理信息专业。本科毕业后，女儿又考上同济大学测绘与地理科学学院遥感专业研究生。2023年初，女儿考入国防科技大学电子科学与工程学院攻读博士，这也是蔚保国当年求学的学校学院，女儿的专业方向是时空大数据，跟他太相近了。女儿将来也要投身天空科技领域，逐梦星空。这也是一种精神和力量的传承。
编辑/胡平