【人物小传】
谢军,1959年生于山西省临汾市,1982年毕业于国防科学技术大学电子技术系雷达专业,获学士学位;1987年毕业于中国空间技术研究院通信与电子系统专业,获硕士学位。从事航天工作30多年来,谢军历任航天科技集团五院504所副所长、所长,北斗二号导航卫星总设计师,现任北斗三号工程副总设计师、北斗三号导航卫星首席总设计师。
北斗三号导航卫星首席总设计师谢军
2018年1月12日7时18分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭及远征一号上面级,以“一箭双星”方式成功发射第26、27颗北斗导航卫星。这两颗卫星属于中圆地球轨道卫星,是我国北斗三号工程第三、四颗组网卫星。这次发射正式拉开新年度北斗高密度发射序幕,为中华民族砥砺前行点亮了又一盏明灯。
测控大厅欢呼的人群中,一位戴着无框眼镜,身着蓝色外套的工作人员脸上洋溢着慈祥的笑容,不住地鼓掌。他就是北斗三号工程副总设计师、卫星首席总设计师谢军。
此时的他却出人意料地平静,我们只能从他闪烁的目光中读出这位“北斗”雕琢师的激动与感慨。
“接力”航天与北斗结缘
1982年,从国防科技大学毕业的谢军,被分配到中国航天科技集团下属中国空间技术研究院航天五院504所工作,该院从上世纪80年代北斗计划起步开始,就一直担负着北斗卫星系统和产品的设计制造工作。谢军与北斗结缘的种子在那时便已种下。
“那些航天领域的泰斗级人物对待工作真的是一丝不苟,这对我影响很深。”初到504所,谢军便被所里那些德高望重的老一辈航天人朴实严谨的工作作风所感染。
那是一段至今令谢军难以忘怀的日子。刚到504所时,谢军被分到天线技术研究室。那时测试天线一定要爬到野外一个很高的测试塔架上。当时的谢军并不知道自己有恐高症,只觉得自己年轻,应该上塔架,但一爬到高高的测试塔架上他就不停地眩晕,浑身没劲,室里的老同志知道后就不再让他上测试塔架,于是他就在地面上负责转动转台上的天线,那时转台转动天线只能靠手一度一度转和测,烈日炎炎下他一蹲就是一下午。
不久之后,谢军接手了第一件产品的研制——同轴波导转换,那时调节测试驻波的仪器设备非常简陋,需要用手一点点垫模片,把模片垫得合适了指标才会满足要求,这是一项琐碎而单调的工作,但谢军认为,那段时光学到的知识十分扎实。
岁寒,然后知松柏之后凋也。正是在504所那段岁月的历练,让谢军养成了刻苦踏实的工作作风,也让他坚定了要从老一辈航天人手中接过“接力棒”的决心。从504所最年轻的高工、最年轻的研究员和副所长,一路走来,十几本工作笔记密密麻麻地记录着谢军参研10多颗卫星和飞船的工作体会。
北斗卫星导航系统任务团队获奖
2003年,一个热切关怀的电话改变了谢军的人生轨迹。“当时的五院院长亲自给我打电话,希望我可以担任北斗二号导航卫星总设计师一职。我知道,2000年,我国建成北斗导航试验系统,成为继美、俄之后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。那时候北斗一号第三颗卫星已发射成功,双星定位系统更加稳定,自己也觉得,需要有一支更加专业的团队全身心地投入到北斗工程下一步研制工作中去。 ”
征服挑战的“拼命三郎”
2004年,北斗卫星导航区域系统工程正式立项,揭开了中国自主导航系统研制工作的崭新一页。
熟悉GPS的人都知道,卫星导航实际上是通过测量卫星和地面站之间的距离以及确定它们之间的时钟关系,来明确卫星的位置信息。在已知卫星的位置和时间信息之后,地面用户同时接收到四颗卫星的导航信号之后就可以解算出自己的位置,这就是卫星导航定位的原理。
北斗卫星导航系统,是我国自行研制的全球卫星导航系统。北斗卫星导航系统空间段计划由35颗卫星组成,包括5颗静止轨道卫星、27颗中地球轨道卫星、3颗倾斜同步轨道卫星。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具短报文通信能力,已经初步具备区域导航、定位和授时能力,定位精度10米,测速精度0.2米/秒,授时精度10纳秒。
当时北斗的研制工作面临着很多难题,首先,这是一个多星组网的系统,必须通过批量生产和密集发射保证其效应的发挥,但生产能力和长寿命问题是巨大考验;其次,导航系统要提供连续稳定的服务,而任何一个小部件的质量问题都会对整个北斗导航星座产生影响,造成服务中断,因此必须保证零缺陷、零故障;其三,卫星系统中采用了许多新技术、新器件、新工艺,攻关难度巨大;其四,研制队伍非常年轻,缺乏必要的系统知识和工程经验。
在这种背景下,谢军走上了北斗导航卫星总设计师的岗位。他说:“压力很大,但时代选择了我,责任选择了我,我决不能怠慢,必须玩命儿地干。” 北斗导航系统设计的整体思路是先区域、后全球。采取“三步走”的发展战略。第一步,建立北斗卫星双星定位试验系统,形成区域有源定位与导航服务能力;第二步,完成三种轨道十余颗卫星的发射,建成区域导航系统,形成区域无源服务能力,向亚太地区提供定位、导航、授时以及短报文通信服务;第三步,建成由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成的覆盖全球的北斗全球卫星导航系统,形成全球无源定位服务能力。
从北斗“三步走”发展战略的确定到三种轨道、混合星座方案的设计;从攻克卫星上采用的新技术、新器件、新工艺到通过批量生产和密集发射保证卫星系统发挥其有效性,他和团队同事们始终都在逆流而上、乘风破浪!
自从谢军走上了北斗二号导航卫星总设计师的岗位,岗位变了,身上的担子更重了;职务变了,肩负的使命更多了。他是个“拼命三郎”,对待工作十分严谨细致,即使工作再苦再累,也毫无怨言、充满激情。他常和同事说,搞科研对他来说有一种强大的诱惑,“当你有了热爱,你就能不怕苦、不怕累,肯下工夫、肯钻研”。
谢军担任总师之初,许多知识都没有掌握,诸多问题都不是很清楚。不懂就问,不会就学是每一个航天人必备的精神品质。对卫星总体结构不了解,他就亲自去拜访相关领域的老专家,直到把每个部件、每项产品、每个问题搞明白才肯离去;对热控分系统、电源分系统不了解,他就逐一去请教专业能力强的老师傅。
2009年,研制工作遭遇到了挫折,谢军凭着强烈的责任感,在挫折中坚定信念,绝不放弃,带领研制团队通过大量的数据分析、实验验证和反复计算,彻底查明了原因,解决了重大隐患,为后续型号的成功铺平了道路。
2010年,北斗研制工作进入关键阶段,谢军咬紧牙关,对技术状态、进度阶段、短线关键项目和人员队伍资源等方面进行了周密策划、部署和动态项目管理,夜以继日地带领研制团队奋战在研制一线,不放过任何质量问题和产品疑点,圆满完成了五颗卫星的成功发射和在轨稳定运行,实现了接替北斗一号卫星业务和建成导航星座最简系统的任务目标,有力地推动了北斗卫星导航系统的建设。
“作为总师,一个特别重要的任务就是扮演好把关人的角色。”谢军回忆说,2013年北斗三号工程伊始,经各部门研究决定,在北斗三号卫星上使用国产化行波管放大器。该设备之前一直是引进国外技术,因此要严格把控首次实现国产化的产品指标。负责研制行波管放大器的单位攻坚克难,费了九牛二虎之力终于研制出6台设备。可是,谢军在认真检查了这6台产品之后,却做出了一个令人意想不到的决定:质量未达标,全部重做。“当初做这个决定还是非常艰难的,这不仅意味着该单位要推倒重来,继续倾注大量人力物力重新设计,甚至会导致整个工程大幅度延期。”谢军表示,质量和进度就像天平的两端,不能顾此失彼,总师最大的压力便来自于如何保证在“零失误”的前提下按时完成工程进度。
谢军常说,乐于奉献是航天人的突出品质和必备素质。他是这么说,也是这么做。多年来,他一直无暇顾及家事,几乎将全部的时间和精力都献给了航天事业。有时,他也会和航天系统外的朋友说到航天工作的“苦”。而这种“苦”不只是工作强度大、经常加班的“苦”,而是指航天人要顶着方方面面的压力,把国家交给的重要任务保质按时完成好。他说:“航天工作很吸引我,当你有了热爱,所有征服挑战、解决困难的过程都变得十分有趣。”
这就是谢军,满怀对航天事业的激情与热爱,无私奉献,踏踏实实工作;怀抱赤子之心,善待他人,认认真真生活。
奉献奋斗是团队的声音
时间精度是卫星导航的命门,天地间时间越同步、误差越小,定位精度就越高。有“导航卫星心脏”之称的星载原子钟就发挥着提供时间基准的作用。在北斗二号建设时,星载原子钟成为绕不开的“拦路虎”。“航天产品的核心是质量过硬,性能稳定。”谢军介绍说,研制出的第一台原子钟在工作时经常会出现突跳,精度很差。为了解决上述问题,他经常深入一线与大家一起分析原理、掌握一手材料;有的时候,他宁可36小时不合眼,也要坚持做完产品实验,不会错过一个疑点,不能放过一丝误差。
那几年,谢军总是频繁往返于北京、西安、武汉、兰州等地,生怕有一家研制单位掉以轻心、松懈生产,担心有一款产品未达标准、出现问题。经过谢军团队多年的不懈努力,终于让北斗用上了自主开发研制的原子钟,其天稳定度达到10-14量级,授时精度50纳秒,300万年只有1秒误差。
卫星寿命是有限的,以北斗二号为例,很多示范项目还没来得及应用,在轨卫星便已无法正常提供服务。所以,北斗卫星导航系统必须迅速打入空间、快速完成组网,这对五院的批量化生产能力提出了前所未有的挑战。
为此,五院引入流水线作业模式,就像生产车辆一样,每一个作业点都有相应的生产工序。此外,科学的规划管理也让生产有条不紊。任务开始前,谢军总会同生产单位做好沟通,并为每一类产品制定生产计划。一旦输入到达,随时就能开展生产。例如在卫星热管生产中,下午4点设计图纸到厂,下午6点工艺图纸就完成晒图并下发到车间,当天晚上就开始正式生产,最终只用10天左右就完成了热管产品制造,将生产周期缩短了一半以上。
在北斗研制工作中困难常有、挫折不断。“好在有这样一支特别能吃苦、特别能奉献的队伍,让每一道难题都迎刃而解,让每一次险情都转危为安。”谢军认为,卫星研制是一项团队工程,没有个人英雄,航天事业的成功是一个团队的成功,“工作久了,奉献已经成了一种习惯,觉得就应该义不容辞地去做这些事情”。这是谢军也是所有航天人内心最质朴的声音。
时空穿越为了命运共同
北斗导航系统与老百姓的生活密切相关。目前市场热炒的“车联网”“可穿戴设备”“物联网”等概念都与北斗密不可分。以“可穿戴设备”为例,国内已有公司推出基于北斗卫星定位系统,与物联网、无线通信技术等相关的产品终端,为老人提供一键通话、一键紧急求助、语音提醒及血压、心电等医疗数据无线采集等应用。老人带上终端产品后,将连上智能服务平台,家人可随时了解老人的位置、身体状况,并可以进行防护圈设置和语音提醒等,与医护人员联系。
此外,北斗在自驾游、探险游等旅游领域也有作为。对于登山爱好者来说,发生事故后,北斗定位服务可以保障其及时获得救援。谢军总是用科普的语言来解释北斗的应用。
他说,现在有人质疑美国有GPS,俄罗斯也有自己的卫星导航系统,欧洲也有自己的一套系统。有必要搞这么多导航系统吗?谢军的回答是,之前美国的专家也说过这个问题,他们说,世界上真的需要四大系统或者更多系统吗?每一个系统都需要20多颗卫星构成一个自己独立的网,那么四大系统将来肯定就是上百个导航卫星,有这种需求吗?但后来我们发现,实际上各国有自己的一些特殊的要求,但最终受益的还是用户,他就可以选北斗也可以选用GPS,非常便利,精度也会非常高。由于有了兼容的基础,用户的选择更多,提供的服务也更多。
当然,用我们自己的系统会更加安全。谢军说,任何一个系统设计,包括现在网络都有后门,你用别人的系统后门钥匙在别人手里掌握,我自己的系统我自己应该说是非常放心的。在2010年之前,我们有一些关键的元器件还是要依赖于国外的进口,比如像一些计算机的处理芯片,还有一些存储器,大规模的集成电路。但之后,北斗卫星上的一些大的部件全部都是我们自己研发出来的,原子钟也好,大功率放大器也好,还有一些精密的测量部件,全部都是我们国家的企业自己研发出来的。与GPS相比,北斗系统更有自己的优势。首先是兼容互操作。这将会给用户带来很多好处,因为用户在同一时间内可以收到更多导航卫星的信息,解算自己的位置、速度、时间就更加方便,同时精度也更高。北斗系统做到与其他系统兼容后,你可以在北斗信号强的时候使用北斗,用GPS来帮助你修正,辅助提高导航服务精度。几年前,不少企业已开始尝试制造能接收北斗、GPS和格洛纳斯系统的接收机了。全球四大卫星导航系统达成兼容互操作协议之后,系统间的兼容使用是完全没有问题的。其次,北斗导航系统的目标之一就是在2020年建成有源导航定位,短报文功能。这是目前格洛纳斯、GPS等没有的功能。
2012年10月25日,是中国导航卫星系统建设过程中具有里程碑意义的日子,第16颗北斗导航卫星发射升空,标志着由中国自主研制的北斗卫星导航系统已具备覆盖亚太地区的定位、导航、授时及短报文通信服务能力。从最初的“最高机密”,到如今的广泛应用,经过航天人数十载的自主攻关,中国“北斗”如今已傲然屹立于世界导航之林,成为继美国GPS、俄罗斯格洛纳斯、欧盟伽利略之后的全球第四大导航系统。
2016年6月12日,第23颗北斗导航卫星发射成功。如今,北斗导航系统的服务覆盖了全球1/3的陆地,使亚太地区40亿人口受益,其精度也与GPS相当。谢军表示,北斗卫星导航系统有无尽的潜力,随着北斗系统2020年具有全球服务能力,将会有30多颗北斗三号卫星闪耀太空,其在开发与应用中将发挥更大的效益。我们是以跑百米的速度在跑马拉松。
“北斗是中国的北斗,更是世界的北斗。”在某种程度上,可以说北斗系统是中国在世界科技竞争中最具竞争力的代表。它同时也是“中国造”的品牌代言人,时空穿越为了人类幸福,为了构建命运共同!
◀◀◀ 长按二维码关注我们