深空萬里，挑戰北斗空間應用新高度
——訪國家“千人計劃”特聘專家王盾

深空萬里，挑戰北斗空間應用新高度
——訪國家“千人計劃”特聘專家王盾

王盾，工學博士，研究員。國家“千人計劃”特聘專家，中國空間技術研究院特聘首席專家，航天恒星科技有限公司導航領域首席專家。歷任北京航空航天大學講師、日本古野電器公司主干研究員、航天恒星科技有限公司科技委副主任。

隨著智能化時代的來臨，移動互聯網與大數據的密切結合愈加需要精確的時空基準，北斗衛星導航系統作為提供時空基準服務的國家空間基礎設施，日益成為現代信息服務不可或缺的基礎支撐。“十三五”期間，北斗導航將實現“天基地基、室內室外、通信導航、國計民生”融合發展，打造升級版系統，全面貫通感知傳輸的北斗服務鏈。

日前，本刊記者對北斗衛星導航應用領域專家王盾就北斗衛星導航系統、高軌自主導航技術、創新理念與人才培養等話題進行了專訪。

以國為重：投身祖國航天事業

20世紀90年代，王盾赴日本東京大學留學，獲得工學博士學位后在日本企業界長期從事衛星導航技術的相關研發工作。

在國外工作期間，王盾參與了日本國家級重大項目——準天頂衛星導航系統（QZSS）的開發工作，負責LEX導航實驗信號（一種L頻段高精度導航增強信號）地面監測設備的研制，解決了LEX信號長碼直捕、高效CSK（碼移鍵控）解調、周末自動復位等關鍵技術課題，取得美國和日本多項專利授權。該型監測設備已安裝于日本、美國、澳大利亞、泰國和印度等國家的多處QZSS導航信號監測基站。

大學之道，以國為重。“每一個在海外生活的中國人都有一個期待祖國富強、民族復興的中國夢，只是這個中國夢的表現形式和程度有所不同”，王盾的語氣平靜而堅定。20世紀90年代以來，中國航天事業迅猛發展的勢頭和取得的傲人成就引起廣泛關注。王盾在日本的博士導師曾向他感慨，未來是你們的天下。作為一個對航天有著天然感情的導航人，身處國外的王盾一直積極關注國內衛星導航系統的規劃與建設，參與北斗衛星導航系統的建設成為他回國的最大動力。

長期以來，世界衛星導航的版圖被美國的GPS系統和俄羅斯的GLONASS系統占據，盡管日本在以車載導航為代表的衛星導航應用領域發展較早，但在衛星導航系統建設方面開展得較遲，投入有限。而且作為一個外國人，想要深度參與日本衛星導航系統的建設也會受到一定的限制。中國北斗衛星導航系統建設的蓬勃發展為生活在世界各地從事衛星導航相關工作的中國人提供了一個“上知天、下知地”的事業發展大舞臺，這樣的前景強烈地吸引著王盾。2011年，王盾結束了近20年的留學生涯回到祖國，加入到北斗系統建設和應用的國家隊中。王盾說：“能將自身所學投入到祖國的北斗事業和航天事業中，這既是一種榮耀，也是個人成就的滿足。因為航天事業總能給我們帶來驚喜，不斷拓展我們的認知邊界與觸摸的極限，也因為這份事業里有來自一個國家的最高認可和實力體現。”

轉型之路：從技術專才到領軍人物

國外的工作歷練，讓王盾從一個年輕的求學者成長為一個經驗豐富的工程技術高級專業人才，領悟到了作為一個技術團隊領導者應該具備的素質和職業操守，這為他日后回國發展積累了勢能。為了更好地圓自己的中國夢，王盾選擇到國內的航天企業發展，而他的目標就是負責北斗衛星系統研制與應用的航天恒星科技有限公司。

加入航天恒星后的王盾首先面臨著角色轉型升級的要求。在海外工作期間，他主要關注的是具體技術問題的解決和自身團隊的管理。回國后，航天恒星為王盾創造了良好的工作環境，任命他為公司科技委副主任，并成為國家“千人計劃”特聘專家。這要求王盾具備更加廣闊的視野和大局觀、對整個領域技術前沿發展的敏感、以及與多方溝通協調的能力，站在更高的角度謀劃企業在衛星導航領域的發展規劃、把控研發技術質量、提升產品性能和年輕員工的技術水平。回顧回國幾年來的經歷，王盾說道：“從具體的技術專業人才到技術領軍人物的轉變，對我本人來講，是一個在更大舞臺上學習成長的過程，只有回到祖國才能得到這樣的發展機遇。”

十年磨一劍，過去的十年是中國航天創新發展的十年。從北斗衛星導航系統建設、飛行器交會對接到載人航天的實現，王盾參與并見證了航天事業的快速發展，特別是北斗衛星導航系統發展的歷程。隨著北斗二號的建設完成，我國衛星導航應用產業已經形成了一套包括基礎產品、應用終端、運行服務等在內的較為完整的應用產業鏈。2017年1月9日，北斗二號工程榮獲國家科學技術進步獎特等獎，體現了國家對北斗衛星導航系統的高度重視，充分表明了國家建設發展北斗系統的決心和信心。王盾認為，未來北斗三號全球系統建設完成后，在空間飛行器導航授時領域，將可實現真正意義上的、基于北斗的全時空、高精度、高可靠的定位、導航和授時服務，從而使北斗發揮更加主導的作用，這為我國的衛星導航應用產品走向世界帶來了新的發展機遇;包括北斗空間應用產品在內，各類應用標準的制定需要走在前面。對于北斗的發展前景，王盾滿懷信心：“北斗是大國重器，肩負國防及國家安全應用，不會也不允許因為全球市場競爭而退縮，將會隨著競爭更加完善，為中國及全世界提供優質服務。”

20世紀80年代末期，王盾出國之前恰逢北斗一號最初論證之際，20年后，他回國終于參與了自己國家的衛星導航系統建設，這是最令他驕傲的事情。

技術亮劍：探索衛星導航應用新領域

目前，航天恒星科技有限公司已可為低軌衛星的導航授時需求提供實時在軌亞米級和事后處理毫米級精度的成熟貨架產品，達到國際先進水平。低軌衛星是指在3000km高度以下軌道上飛行的衛星，在高于8000km以上的軌道，基于導航衛星的航天器導航授時應用鮮少，多處于學術探索研究的階段。

2014年10月，探月三期再入返回飛行試驗器服務艙和返回器搭載了航天恒星研制的GNSS導航接收機。國際上首次在50000km的高度上實現了基于導航衛星的高軌航天器實時在軌自主導航，為再入返回飛行試驗器服務艙在50000—5000km高度的轉移軌道上全程提供了實時在軌的連續定位和測速數據，綜合性能達到國際領先水平。

基于導航衛星的探月返回在軌自主導航任務有兩大技術難題：一是軌道高度超越導航衛星的軌道高度，導航信號功率衰減嚴重，過去在地面和低軌空間應用成熟的算法已經難以適應任務要求；第二，返回器以第二宇宙速度返回地球，進入大氣黑障后再魚躍彈起落下，任務要求在如此高的動態下保證衛星導航定位測速數據的連續性和準確性。為了克服這兩大難題，王盾帶領團隊齊心協力研究出了適用于高軌空間應用的弱信號捕獲跟蹤算法和超高動態環境下的信號快捕與跟蹤算法，突破了GNSS高軌自主定軌等多項關鍵技術，為返回器的精確再入控制提供了準確測量數據，保障了探月任務的順利完成（見圖1）。

時隔兩年，北斗衛星導航技術在新一代大推力火箭長征五號的發射任務上又得到了創新應用。大型火箭在發射升空后箭器分離，需要對箭體的散落點和散落過程進行掌控和監測。當火箭發射場位于海岸附近、火箭落位于海洋深處時，在遠離陸地的海面布設傳統的監測網絡需要投入很大的資源。將北斗衛星導航系統特有的短報文功能應用于箭體散落監測，不僅可以獲得實時準確的監測數據，而且高效和經濟。

王盾坦言：“在接到這個任務時，距離火箭發射只剩下不到3個月的時間，研制攻關時間緊、任務重、難度大。”一方面，王盾所在的航天恒星導航事業部科學分解任務，合理配置資源，組織專職團隊，嚴格執行紀律，從而實現工程技術和進度的風險管控；另一方面，基于良好的技術儲備，研制團隊發揚航天拼搏精神，全力以赴，攻堅克難，反復測試試驗，在充分考慮火箭的動態特性、海洋特殊環境等多方面因素的基礎上，成功研制出十幾套導航設備，較好地完成了任務。這次任務的成功實施充分展示了在北斗二號服務區域的邊緣地帶，北斗衛星導航系統仍然可以為高動態用戶提供高精度的定位測速服務和實時短報文通報服務（見圖2）。

創新驅動：開拓鉆研加強人才培養

星辰浩瀚，探索不息。只有不斷創新，砥礪前行，才能取得更加輝煌的成就。國外的很多創新理念對中國航天事業的發展具有一定的借鑒意義，例如精簡高效的團隊管理、注重技術創新和轉化應用等。但是國外經驗不能照搬，因為國情不一樣、企業文化不一樣、面向的市場也不一樣。王盾指出，“搞好企業創新，一定要結合國情，走出適合自己的發展道路”。

企業創新文化的建設需要發揚傳統，繼往開來。中國航天的拼搏創新文化是最讓王盾欽佩和尊重的。“拼搏創新的重點在追趕。面對型號任務，我們能高效地組建團隊解決問題、占領陣地、沖鋒陷陣。從過去的發展經驗來看，我們追趕世界先進水平的速度快、效率高，這種好的傳統要保持發揚，”王盾說，“下一步，我們要考慮深化創新，形成一種創新自覺。現在我們已經跑到前面，接下來如何繼續往前發展？這是需要認真思考的。”

技術創新需要刻苦鉆研，勇攀高峰。作為公司科技委副主任，王盾非常重視青年創新人才的培養，“青年在中國航天隊伍中發揮著承上啟下的作用，我們要在人才培養方面不斷探索實踐，實現企業的創新突破。”對于青年關心的成長平臺問題，王盾強調，青年骨干要加強自我學習，相互交流和深入鉆研。首先應當認識到，知識技術在不斷進步發展中，要保持領先就要不斷學習，包括自我學習和參加內部培訓等。其次，創新需要交流，博取眾長才能有目的地創新，例如積極參加北斗導航學術年會和學術交流會等。通過學習掌握最新知識，通過相互交流吸取經驗，通過鉆研突破前沿，進而深化創新。在青年員工自我強筋健骨的同時，企業應積極創造條件幫助他們“走出去”，讓他們去更大的場合鍛煉成長。

毛凌野_報道 甄小云_攝影