在由中国宇航学会、福州大学主办的中国航天大会“青聚闽江”青年科学家论坛上，中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部卫星总体主任设计师冯文婧讲述了自己参与北斗卫星研制的经历以及不断追求卓越的“北斗精神”。
冯文婧近照。 （图片由中国航天大会提供）
我与北斗的缘分，是从那个夏天开始的。2010年6月，我从哈工大毕业，来到中国空间技术研究院工作。在出租车上，司机以为我是研究载人航天的，很热情地和我聊起来。当得知我是研制北斗卫星的，他当时就问：为什么要建北斗？GPS不是挺好用吗？正是从那时起，我暗下决心，一定要研制建设好北斗卫星。
『从卫星遥测遥控工作做起』
刚开始，我主要负责卫星遥测遥控总体设计工作。
当时，正是“北斗二号”研制任务的高峰期，我先后接手处理了5颗卫星的上万个遥测数据。我每天的工作就是对着电脑收集、整理、分析数据，并形成一份份上百页的报告。
面对繁重而枯燥乏味的工作，我开始产生了自我怀疑：这与我大学学的专业有什么关系？那时，我的心里有很大的落差。
直到有一次，卫星飞控任务突然出了状况：太阳翼展开指令执行之后，遥测显示，太阳翼没有完全展开。
现场突然变得异常安静，所有人的目光都投向了我们。当时，我的脑海中闪现出很多种可能。凭借着这一年多来积累的经验，我很快排除了遥测解析错误本身的可能性，明确了问题排查的方向。
太阳翼展开会对卫星的姿态产生扰动，所以紧接着，我们对卫星姿态遥测变化情况进行了快速的判断，并且将它与以往多颗卫星相同事件下的遥测变化情况进行比对、分析和计算，最终得出“太阳翼已经展开到位”的结论，从而使飞行程序得以继续进行。
这件事情对我的触动很大，原来卫星遥测并不简单。
『自主创新搭建北斗天网』
“北斗二号”收官之后，我转战到了“北斗三号”。不同于“北斗二号”，“北斗三号”采用了全新的综合电子架构，它将以往多台单机的功能进行了高效整合，形成了卫星的“最强大脑”。
导航卫星最大的任务是要提供连续的、稳定的导航信号，这就要求卫星信号不能中断，或者尽可能少中断，出现中断的间隔要尽可能短。这是很有挑战的，尤其是在复杂的空间环境下。为此，我们一方面自主研发了大量国产化元器件，以保障并提高元器件的可靠性；另一方面，作为综合电子总体设计师，我们要不断地、深入地和各分系统进行沟通，挖掘、探究影响服务性能的关键要素。
最终，我们提出了100多项自主健康管理功能，大到卫星工作模式、控制模式的自主管理及卫星时间系统的自主管理，小到任意一台单机、任意一个电子器件的自主故障检测及快速恢复，来规避故障或失误所带来的系统中断的风险。
除此之外，我们的研究团队还在太空中创造性地搭建了一套北斗天网。只要有一颗卫星在中国的领空，那么其他卫星都可以通过它和地面站取得联系。即使在没有地面站支持的情况下，整个星座系统仍可以支持一定时间内的在轨自主运行。
『两年半，30颗卫星例无虚发』
2017年开始，我更多地参与到卫星的总体设计以及全周期研制过程中。
我们搭建了一套北斗地面试验验证系统。它相当于一套地面版的北斗系统，可以支持任意场景、任意业务功能的状态模拟及试验验证需求。
要在地面建设如此大规模的系统，没有任何经验可以借鉴。一方面，我们要模拟3种轨道、不同种类卫星的功能状态，并且要具备模拟全星座30颗卫星的规模；另一方面，整个系统的研制成本还不及一颗卫星研制成本的1/10，而且研制周期也只有不到一年的时间。这对我们来说是一项非常大的挑战。
我们团队经过了多轮系统论证和技术攻关，最终设计并实现了基于3种状态模拟器组成的地面空间段系统，按期投入了验证工作。由于这套系统可以高保真地模拟星座在轨组网状态，因此每一组卫星必须通过与这个系统的手拉手、面对面验证，才能拿到通往北斗系统的准入“签证”，运往发射场，执行发射任务。借助这个系统提前发现并解决了工程上的一些bug，为提前完成组网建设和提供可靠的服务争取了宝贵的时间。
一般来说，一颗卫星从开始组装到具备发射条件大概需要10个月，就像十月怀胎一样。而要在3年内完成30颗卫星发射的目标，这听上去几乎是不可能完成的任务。
在这个过程中，我们的团队探索出了一套卫星批产研制管理的新模式，优化了研制流程，也大幅提高了工作效率。但即便如此，加班加点、长期出差仍是我们的工作常态。
最终，只用了两年半的时间，30颗卫星成功发射。
『北斗正在融入我们的生活』
如今，“北斗三号”已经完成全球组网，正式提供服务。相比“北斗二号”，它增加了精密单点定位、星基增强、大容量短报文通信、全球位置报告以及国际搜救等业务，可以说是当今世界上功能最多的全球导航系统。
“北斗三号”的在轨服务性能也有了显著提升。经过测试，其全球范围内的定位精度实测结果在5米左右，亚太地区实测结果在2米左右，甚至更优。
星空布阵的同时，北斗系统也正在逐步融入我们的生活。
新冠肺炎疫情防控工作中，北斗高精度测量设备火线支援了武汉火神山、雷神山医院，发挥了重要作用。2020年5月，中国的珠峰测量登山队第三次成功登顶世界海拔最高的珠穆朗玛峰，这是首次以北斗数据为主开展的珠峰高程测量工作，意义非常重大。
某知名国产品牌手机在自主研发的手机芯片中，优先采用北斗系统来提高手机的定位精度和定位速度。北斗的地位正在不断提升，目前，全世界已有120多个国家开始使用北斗系统。
栏目主编：龚丹韵 文字编辑：徐蓓 题图来源：新华社 图片编辑：苏唯
来源：作者：冯文婧
