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导读：
中国北斗，闪耀长空。作家黄传会历时数年，深度采访孙家栋等功勋科学家与平凡建设者，掌握大量一手资料，为北斗卫星导航系统这一堪称“国家名片”的重大工程作传。从萌芽到成型、从研发到实现，几代北斗人接续奋斗、数十万建设者聚力托举，成就了“自主创新、开放融合、万众一心、追求卓越”的新时代北斗精神。作品深入浅出的笔触将科研攻关过程叙述得惊心动魄，许多可歌可泣又鲜为人知的故事系首次披露。
中国北斗传
（报告文学）
黄传会
引子 我们的北斗
第一章 北斗前传
1. 导航卫星
陈芳允一直在关注着导航定位问题，一直希望解决利用卫星对地球上运动物体的定位导航。美国的子午仪卫星导航定位系统，虽然开了卫星导航的先河，但该系统又存在对潜艇和舰船导航的巨大缺陷，美国陆、海、空三军及民用部门都迫切需要一种新的导航系统。20世纪70年代，美国国防部成立卫星导航定位联合计划局，领导陆、海、空三军及交通部、国防制图局等单位，联合研制新一代卫星定位系统，用12到18颗卫星组成1000千米高度的全球定位网，GPS计划由此诞生。从1978年至1984年，GPS共发射了11颗试验卫星。1989年第一颗GPS工作卫星发射成功，宣告GPS系统进入工程建设阶段。GPS甫一出现，便引起陈芳允强烈的震撼：美国人又跑到前面了！他意识到卫星导航关乎国家经济发展和国防命脉安全。但用18颗以上的卫星满足全球定位，对于当时的中国而言，无论是技术还是财力都达不到。1983年，中国已经掌握地球同步卫星技术。此时，陈芳允正担任东方红二号卫星工程测控系统总设计师，也是洛阳跟踪与通信技术研究所的副所长，他一方面觉得国家搞这么一颗卫星要举全国之力、耗资巨大，只用来通信心有不甘，能不能一星多能、发挥更大效益；另一方面，他对GPS念念不忘，希望能快、好、省地建成我国的卫星定位系统。一天，他突发奇思妙想：用两颗地球同步通信卫星，以卫星与用户之间的距离为半径，形成两个虚拟的球体，其中一个便是用户的位置，再利用地面中心的计算，形成地球中心至用户之间为半径的第三个虚拟球体，得到准确的位置。这就是双星定位的基本理论，研究所敏锐地认识到这是一个重大发现，迅速成立了以刘志逵为组长的论证组，何平江、曹绍鹿、王学义、易远泗、钱卫平、王莉等先后加入，将此设计思想具体化成技术方案，并持续开展论证与技术攻关，这里就成了北斗的发源地。这个充满睿智、光芒四射的理论，与美国普林斯顿大学教授奥尼尔同一时期提出的利用地球同步轨道卫星来测定地面和空中目标位置的设想，异曲同工，不谋而合。8月，陈芳允参加国际宇航联（IAF）会议后回国，向雷达与空间电子技术专家张履谦介绍了双星定位原理，设想如果采用“双星定位系统”，加上简短的报文通信，我国有望实现区域性的导航定位通信。双方一拍即合，用东方红二号卫星平台，研制两颗卫星，在卫星上安装一部宽波束天线，采用450-1微波统一测控C频段收发设备进行导航信息交换，再在地面配上计算机，研制用户终端，实现定位功能。专家在技术上持续论证，管理层也越来越认识到建立中国卫星定位系统的紧迫性。然而这个先进却又超前的设想，当时未引起有关部门重视。1985年4月，我国测绘专家卜庆君应邀参加在华盛顿举办的“GPS全球定位系统国际应用研讨会”。会上，美国军方人员毫无隐讳地对来自世界各国的专家透露了一条信息：GPS编码分为军用和民用两种，在特殊情况下，为了保证国家安全，美国军方可以采用降低对方导航精度、随时变换编码、区域性管理等方式，限制国外用户对GPS的应用。美方的发言，让卜庆君一震，既感到吃惊又引起高度警惕。当时，卫星导航系统全世界只有GPS一家，把它装到飞机、轮船、汽车或是武器装备上，便意味着有一根无形的绳索，永远控制在美国人手中。回国后，他立即起草报告，建议跟踪GPS发展和应用，并尽快建立中国卫星导航应用系统。这引起了决策层的关注。10月，全国测地会议在南京紫金山天文台召开。会上陈芳允再次提出“双星定位系统”，他强调“双星定位系统”用星少，精确度高，既可定位、定时，还有通信功能，技术相对简单且成本低廉，可较快地解决中国卫星导航的有无问题。陈芳允的设想引起航天系统著名专家孙家栋和王希季的关注。他们建议航天工业部五院根据陈芳允的设想开展相关研究。但是，当时不少专家对我国发展卫星导航系统表示疑虑：GPS美国研发了20多年，耗资上百亿美元。正处于改革开放之初的中国，需要花钱的地方太多，一下子不可能拿那么多的钱来做这件事。且卫星导航系统技术难度极大，我国在这方面的技术储备不足。再则，既然美国承诺将即将建成的GPS向全球免费开放，我们为何不“坐享其成”？如果能尽快验证双星定位技术的工程可行性，就可以推动决策层支持立项。一支新生力量加入进来了。童铠，我国卫星测控和卫星应用技术专家，一位思维缜密、思想超前、善于解决技术难题的科技帅才，1984年任东方红二号450-1微波统一载波测控系统副总设计师兼总指挥。在考虑研制团队未来科技发展方向时，童铠认为，我国是一个大国，应该拥有自己独立、先进的卫星导航系统。受国力与技术水平限制，研制类似美国GPS体制的卫星导航定位系统尚不现实。但可以利用已有的和正在发展的地球同步通信平台，先发展双星定位的简易导航系统。这样投资少、见效快，待条件具备时，可再拓展为全球性导航系统。1985年4月，童铠、陆文福、唐建民、叶俊峰联名向航天工业部科技司申请名为“开发GPS，Geostar用户设备以及我国卫星导航定位系统和保密数据通信体制及其发展途径的论证”的预研课题，他们在课题论证中写道：“一个卫星导航系统从研究到投入使用，一般要用10—15年或更长时间，如果从现在开始研究，到2000年我国可望有自己的卫星导航系统。”航天工业部科技司组织专家对该课题进行评审，最后予以批准。这是航天工业部第一个自主的卫星导航预研课题。此后，课题组积极有序地开展调研、分析、论证。1986年2月，北京卫星信息工程研究所（503所）成立，隶属五院，童铠出任首任所长。五院正式将“双星定位系统”的方案论证工作交由503所承担。童铠与陈芳允进行多次交流，认为双星快速定位原理是可行的，但尚有一些根本性技术问题有待解决。恰逢改革开放国门打开，寻求国际合作也成为一种选择。1985年11月，童铠获悉，美国Geostar公司向我国有关方面表示，愿意与我国合作，询问能否在我国设立Geostar系统的一个中心站。考虑到该系统与我方的双星定位系统十分相似，双方多次往来交流。1987年11月，童铠赴美就双星定位系统对Geostar公司进行技术考察，双星定位系统的关键性技术“用户入站突发伪码信号快速捕获”是考察的重点内容。然而，美方对核心技术严密封锁，若想咨询必须交出一笔令人瞠目的高昂咨询费，双方最终未能签订实质性合作协议。之后，与美国Geostar的合作不了了之。1991年，Geostar公司破产。同年，航空航天部副部长孙家栋率中国航天代表团出访加拿大、巴西和美国，在美国高通公司参观时，了解到该公司用两颗静地轨道卫星建立通信系统，为汽车、轮船等交通工具提供通信服务。尽管该系统主要是满足地面移动用户通信服务，并非卫星导航服务，但还是令人眼前一亮。
晚饭后，在宾馆小公园里散步，孙家栋对团员们说：“今天开了眼界，收获很大。‘双星定位系统’发射两颗卫星就够了，有创意，技术起点也比较高。关键是工程建设相对简单，不需要太多经费。咱们国家财力有限，经济基础薄弱，航天发展必须符合中国国情。”今天看来，像我们这样一个快速发展的大国，早一天拥有自主知识产权、独立自主控制的卫星导航定位系统，对国家安全、军队保障非常重要，其价值和利害关系是无法用普通数字衡量的，对民间应用市场的经济价值也是难以估量的。而既要考虑技术的可行性，又要考虑科研投入的可行性，让科学家既搞科研又精打细算，实在是当时国力使然。回国后，孙家栋立即组织专家听取陈芳允汇报，并向决策层建议加大经费支持力度。与此同时，洛阳（后改为北京）跟踪与通信技术研究所的“双星定位”论证组组织成都电子部10所、计量科学院等单位，对方案的可行性论证不断深入。确定物体的空间位置，必须具备三维数据。现在天上有了两颗卫星，有了第一维度和第二维度；那么，寻找定位方程的第三维度，成了“双星定位系统”论证的关键。经过多次的推倒重来，最后确定以国家数据高程模型数据库提供的数据作为第三维度。陈芳允看到验证小组的计算公式和计算结果时，兴奋地说：“我们的路子走对了。”1988年3月7日和12月22日，我国先后成功发射了两颗东方红二号甲实用通信卫星，定点于赤道上空东经87.5度和110.5度，为开展“双星快速定位系统”演示试验创造了条件。1989年8月，在充分论证的基础上，团队在北京利用这两颗卫星开展了“首次双星快速定位通信系统”演示试验。经多方协调、精细调度，北京某地面站在一个临时机房里，设置了信号接收机和定位计算中心，并腾出凌晨1时至5时这个时间段，以供进行“双星定位系统”对接演示。9月4日凌晨4时，所有参试人员的目光全部盯视着显示屏。只见演示操作员手指轻轻摁下信号发射键，经计算机处理参数，1秒钟后显示屏上便出现用户的精确地理位置，与档案记载的误差在20米以内，双向定位精度20纳秒，该系统同时还可以进行简单的报文通信。如同在茫茫荒原上行走的中国航天人，忽然看见了从云彩中露出的北斗星，终于找到了前行的方向！新华社为此发布消息：“利用两颗卫星将快速定位、通信和定时一体化并获得理想的试验数据，这在国际上还是首次，快速定位精度达到了国际先进水平。这项卫星应用尖端技术，标志着我国独立开发利用卫星通信资源有了新的突破。”历史不容假设，但历史又往往让人禁不住要假设——如果不是陈芳允提出“双星定位”设想，中国的北斗工程能否取得今天这样的巨大成就，还很难说……而说到陈芳允，熟悉他的人又常常要提到两件“很夸张”的事情：一是他的头发从来都是自己理的，他觉得去理发店太浪费时间，经常一等就是个把小时，自己理既节约时间，还不用花钱；二是他的衣服破了，都是自己补的，他的祖父是一位有名的裁缝，从小他便学会了缝缝补补。到了古稀之年，他仍能将细线穿进小小的针眼。我们想象一下：一位大科学家拿着推子、对着镜子给自己理发，戴着老花镜在灯下缝补衣服……那会是怎样的一幅温馨的画面？或许，这也是中国科学家的一种“特质”，甘于清苦和平淡，科研和日常融为一体，高精尖的思考之中对略显清苦的人间烟火也甘之如饴。
1990年8月，GPS第8颗工作卫星发射升空。紧随而来，美国发动“沙漠风暴”行动，对伊拉克发起进攻。GPS尽管尚未“发育成熟”，美军却果断地提前将它投入使用。美军指挥部好像开了“上帝视角”一样，对整个战场形成了彻底的掌控。联军飞机和导弹给予伊拉克精确打击，精确制导的导弹，后一枚甚至可以钻入前一枚炸出的缺口。美攻击直升机在沙漠上打击伊拉克坦克，居高临下，弹无虚发，让对手无处逃遁。而伊拉克的指挥官，如同被蒙上双眼，甚至找不到对手在哪里，只有被动挨打的份儿。这场本来被全球军事学家预测为僵持模式的战争，在短短的42天后，就基本宣告结束。美军和盟军共出动6.5万架次飞机，连续进行了38天轰炸，只损失飞机38架，不及0.06%。伊军伤亡超10万人，而美军阵亡仅148人。拥有120万人员的伊拉克军队，被美国非常轻松地摧毁了。这场彻头彻尾的单方面屠杀，实际上是GPS的胜利。美国《军事评论》杂志直言不讳地宣称：“谁能掌握卫星导航优势，谁就掌握了战争主动权。”卫星导航系统，第一次在全世界人民面前露出凶狠的一面，一出手就震惊世界！那些日子，每当荧屏上播放海湾战争的视频消息时，孙家栋的神情便会变得凝重，他思考的是另一件事情：一个国家假如没有自己的卫星导航系统，等于把国防拱手送给他人；如果借用他人的，又等于将高楼大厦建在他人的地基上，无异于将命运的绳索交给他人。中国必须要有自己的导航卫星。三年后发生的“银河号事件”更是刺痛了孙家栋的心，一种紧迫感倏然而至。孙家栋白天事情太多，似乎有永远开不完的会议，永远解决不尽的问题，常常赶不上看《新闻联播》。他一般看夜里的晚间新闻。那天夜里，一打开电视，孙家栋便被一条新闻紧紧地吸引住了——1993年7月7日，中国远洋运输（集团）总公司万吨级集装箱船银河号从天津新港起航，搭载782个集装箱货物，计划跨越印度洋，驶向中东。万里迢迢，乘风破浪。7月23日，美国驻华大使馆突然紧急约见我外交部国际司官员，声称：美方获得确切情报，中国银河号载有违禁化学品，正运往中东地区。美国政府要求中国政府立即采取措施，制止这一行为。否则，美国将按有关法律对中国实施制裁。8月3日，美方悍然要求中国政府命令银河号返航，或由美国人登船检查货物，或停留在某地，听候美国发落。岂有此理！1993年1月13日，包括中国在内的130个国家，在巴黎联合国教科文组织总部共同签署了《禁止化学武器公约》，该公约规定，对可以制作芥子气等化学战剂的硫二甘醇和亚硫酰氯，其转让应受控制。而中国政府早在1990年就对这两种化学液体的运输和买卖，实施了严格限制措施。对美国大使馆的无理要求，中国外交部断然拒绝。但为避免事态进一步恶化，中国有关方面指示银河号暂时锚泊在距离霍尔木兹海峡11海里的公海上待命。8月4日，中国外交部和交通部、中国远洋运输（集团）总公司再次就有关银河号载货情况进行认真核查，并向美方通报，指出美方所称银河号载有硫二甘醇和亚硫酰氯情况完全失实。美国对中方的澄清置之不理，派出军舰阻止银河号靠港。银河号被困于公海上，水、食品和燃料严重短缺，急需补给。8月4日晚，经多方协调，阿联酋当局慨然相助，派出一艘拖船，为银河号补给。为澄清事实、向国际社会说明真相，尽快解决银河号受阻问题，避免中方和各方货主蒙受更严重的损失，中国政府向美方提出，由第三国与中方一起，对银河号进行检查。当时情况别无选择，如果中方拒绝检查，恰恰授人话柄。经多方努力，沙特阿拉伯王国政府愿意接受银河号货轮进入其达曼港，由中国检查组与沙特代表一道进行检查，美国派专家作为沙特方面的技术顾问参加检查。8月26日，银河号靠泊达曼港。同一天，中国、沙特和美国三方检查人员抵达达曼。8月28日9时20分，沙方检查组7人和美方检查组10人登上银河号。美方人员中既有化工专家，又有防爆专家，还有海运专家。美方领队是美驻沙特使馆的马克尤姆，为适应长时间的检查工作，他竟身穿内有微型冷气机的防暑衣，显然是有备而来，志在必得，一定要找出违禁品。中方检查组负责人是外交部国际司副司长沙祖康，他说：“拒绝，窝囊，我们就要背黑锅；同意检查，某种程度上我们也受到侮辱，也窝囊。但两个窝囊中，选择了第二个。只能等水落石出，谣言不攻而破，那窝囊的就是他们了。”出发前，他亲自对银河号所载货物进行全面、周密的调查，给所有厂家打了电话。心里有底，坦荡自信。10时10分，美方人员头戴防毒面具，手提各种仪器，急不可耐，猫腰钻进船舱。运往伊朗的第一只集装箱被打开，里面是一桶桶铅封的黑漆罐。美方人员喜形于色，以为这就是他们要找的两类化学液体。中方告诉他们，那里面是固体燃料。美方坚持要打开检查，待漆罐打开，美方人员愣了：里面装的果然是五颜六色的燃料。美方不死心，推翻三方原先的协议，毫无理由地提出要检查船上的全部货物，包括发自第三国的货物也得开箱检查。中方一忍再忍。9月4日，银河号货轮上最后一个货箱检查完毕，其结果与前面781个货箱完全一样，根本没有搭载所谓的违禁化学品。同日，中、沙、美三方代表在全部货物的检查报告上签字。报告写道：“通过对银河号货轮上全部货箱的彻底检查，结果断然表明，船上根本未载有硫二甘醇和亚硫酰氯两类化学品。美国政府承诺将上述检查结果通知中国货轮银河号预定停靠港的各国政府，并努力确保银河号顺利进入有关港口卸货。”9月5日，中国外交部发表声明，正式公布了银河号所载货物检查结果。9月24日0时25分，历尽艰辛的银河号返回天津新港。至此，这场长达两个月的美国企图栽赃于中国的丑剧，画上了句号。
看到新闻那晚，孙家栋彻夜难眠。第二天早晨，孙家栋走进办公大楼，走廊里，几位年轻人正在热烈议论，孙家栋停下步子，悄悄站在一旁。“听说美国关闭了那片海域的GPS，导致银河号无法定位，找不到航线，在公海上漂泊了一二十天。”“从理论上说，只要设置好程序，让某几颗卫星在特定的时间内关闭服务，就可以对特定区域进行限制。但为了一艘银河号去关闭整个区域服务，是不是有些小题大做了？”“美国永远奉行霸权主义，它想干，什么事情干不出来？银河号上根本没装载什么违禁化学品，它却栽赃于我们。”这时候，有人发现了身后的孙家栋，马上说：“孙部长来了，听听孙部长的意见。”孙家栋眯缝着眼，微微笑着：“大家不是都说了吗？”“部长，你认为船上是不是有终端机？美国当时是不是关了那片海域的GPS?”孙家栋说：“银河号上有没有安装终端机，美国是不是关闭了GPS，还不能确认。重要的是我们自己没有GPS。作为一个主权国家，没有自己的卫星导航定位系统,将永远受制于人。也许这次人家不关闭，但谁敢保证下次不关闭？”孙家栋已经离去了，忽然，又收住脚步，回过身来，目光坚定地说：“关键的是我们必须要有自己的卫星导航定位系统！”每每国有安危之时，孙家栋便会挺身而出。进了办公室，孙家栋拨通了主管领导的电话，陈述了自己的意见，并说：“此事不解决，我们将永远受制于他人！”主管领导立马表示支持：“咱们想到一块儿去了。”“和平时期，我们当然可以用别人的。”孙家栋说，“可一旦出现不可控局势，别人将信号给你掐断了，我们所有相关的军民设施将全部失灵，后果不堪设想。”“对！历史已经多次证明，凡是事关国家核心利益的东西，没人会白送给你，必须靠自己去创造。中国人决不会因为困难而止步不前！”孙家栋说：“事不宜迟，刻不容缓！”主管领导朗声应道：“好，我们全力支持！”
卫星导航定位系统工程在申请立项时，还有个插曲：北斗一号申请立项的时候，国家“八五”计划正式在航天科技系统规划了东方红三号、风云二号、资源一号等应用卫星，即涉及国家安全的三型四星（其中包括两颗导航卫星）。三型四星工程总经费到位了，可主管部门一算，这笔经费只够两种型号卫星的研制和发射。测绘专家卜庆君听说北斗一号可能会因为经费不足转为预研的传闻时，心急如焚，向主管部门领导慷慨陈词：“北斗一号不能再搞预研了，五院已经做了快十年的工作，再搞预研等于把这个项目搞黄了。我们国家的卫星导航系统，又不知道要拖到哪年哪月？”孙家栋四处游说，力争上北斗。航天工程建设一直有“备份星”的惯例，一颗首星，再准备一颗相同型号的“备份星”。万一首星失利，“备份星”再派上场。经过多方协商，主管部门打破惯例，决定取消其他两星的“备份星”，将节省下来的经费用于导航卫星。最终，北斗一号得以幸存。李祖洪说：“此事如果不是孙老坚持，有关部门大力支持，一拖，一个周期过去，一耽误就是几年甚至十几年。”万般期待，热切呼唤，终于传来佳音。1994年1月10日，国务院、中央军委批准双星快速定位系统工程立项。此工程称为“北斗一号双星导航定位系统工程”。从双星定位理论的提出到工程立项建设，蹚出了一条符合中国国情的研制之路。北斗星，自古以来就是中华儿女指明方向的坐标。而今，中国航天人将用自己的智慧和心血，为太空建造一颗“新北斗”。中国北斗工程——正式启动了！8月3日，孙家栋被任命为北斗一号工程总设计师。
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精彩全文请见《当代》2023年1期
黄传会：浙江苍南人。中国报告文学学会原常务副会长，原海军政治部创作室主任。著有长篇报告文学《希望工程纪实》《中国山村教师》《中国新生代农民工》《国家的儿子》《中国海军三部曲》《中国海军：1949—1955》《大国行动——中国海军也门撤侨》等，中短篇报告文学集《站在辽宁舰的甲板上》。曾获中宣部“五个一工程”奖、鲁迅文学奖、徐迟报告文学奖等。多部作品在国外翻译出版。
稿件初审：周 贝稿件复审：王 薇稿件终审：王秋玲
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