《当代》2023年第1期｜黄传会：中国北斗传（节选）
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。
引子 我们的北斗
北斗——准确的全名应该是“北斗卫星导航系统”。
2020年7月31日，中国向全世界郑重宣告：中国自主建设、独立运行的北斗三号全球卫星导航系统已全面建成，中国北斗自此开通高质量全球服务。
北斗的“孕育”，远非人类的“十月怀胎”可比，它更漫长，也更艰难、更传奇。当它从中国航天事业滚烫的“母腹”中降生的那天起，便肩负着神圣的使命。
有人说：现在已经进入人人都需要北斗、须臾都离不开北斗的时代。
有人不服气：北斗有那么神吗，我怎么没感觉呀？
北斗究竟有多厉害，以我本人一天的经历为证——
“滴铃铃，滴铃铃……”清晨6时，这是北斗当天第一次通过授时功能向我的手机发送信号，提供叫醒服务。昨晚写作“开夜车”到凌晨，要不是北斗叫醒，可能就睡过头了。
6时50分，洗漱完毕，我到地下车库，在驾驶室里打开百度地图，搜寻从七里庄到位于北二环黄寺大街置业大厦的中国报告文学学会办公室的路线，手机显示路况通畅，只要35分钟，约在7时30分到达目的地。
随着北斗服务能力不断提升，导航软件根据定位结果输出位置，并为用户提供各项增值服务，如地图的智能定位、通行时间预估、精准规划路线等。无论是在城市还是乡村，开车变得轻松多了。
我在“饿了么”平台上点了一份早餐，约定7点45分送到办公室。
“饿了么”平台，也应用了北斗提供的技术服务。因为有了定位功能，外卖小哥就知道去哪家餐馆取餐，送到哪里；而客户也知道外卖小哥的实时动向。
发动汽车，导航显示此时到黄寺大街有两条出行路线：一、从西三环经北三环到目的地；二、从西三环经西二环、北二环到目的地。两条路线，第一条红绿灯少，时间最短，我当然选择第一条。
车子在西三环疾驰，经过六里桥、航天桥等一座座立交桥。如今，每座立交桥的桥身上，都装有北斗桥梁形变监测预警系统，可以看到桥梁厘米级甚至毫米级的形变，对桥梁的运营安全提供保障。
此时，路边一辆清扫车引起我的注意，洒水、吸尘、收集垃圾样样精通。原来，它是由北斗高精度定位赋能的无人清扫车，可以按规划的路线自主完成作业。
打开车载音响，新闻频道正播送北斗定位国家一级保护动物藏羚羊的新闻特写：入夏以来，藏羚羊迁徙的壮观景象被中央电视台跟踪报道。鲜为人知的是，藏羚羊的迁徙路线是由北斗卫星记录和传送的。科考队员给捕捉到的藏羚羊戴上安装着北斗系统专用芯片的项圈，藏羚羊的位置信息瞬间便传回北京，藏羚羊的保护变得容易多了。
7时32分，我到达黄寺大街置业大厦。
防疫期间，大楼管控措施严密，进入大厦人员必须扫“健康码”。
北斗承担了“健康码”定位服务的重要角色。
进了办公室，刚刚泡好茶，“饿了么”骑手将早餐送达，比预定时间提前两分钟。
上午9时，由中国报告文学学会主办召开的一部报告文学的研讨会准时开始。
这是一部反映广西贫困山区脱贫攻坚的报告文学作品。作品讲述了一个名叫九道湾的小山村精准脱贫的故事。九道湾交通不便，土地贫瘠，村民们长年在贫困的泥泞中挣扎着。脱贫攻坚战打响后，驻村工作队带领村民，依靠电商平台销售九道湾的土特产脱贫致富。作品生动诠释了“网络改变生活，知识改变命运”的主题。
近几年，电商平台快速发展，北斗功不可没。北斗导航解决了偏远地区的路径导航问题，促使发达的城市物流延伸到了农村以及偏远地区，“打通了最后一公里”，为各类电商销售土特产提供了良好的物流保障。
北斗为电商平台助力，北斗同样为脱贫攻坚助力！
中午，刚进家门，从老家苍南快递来的一盒海鲜到了，带着熟悉的海风气息。海鲜昨天下午从苍南启程，通过顺丰快递，十几个小时就到北京了。
北斗系统的应用使快递行业管理更加智能化，特别是北斗系统与5G对接后，运行速度更快，使用也更便捷。除了为快递车辆提供导航定位、跟踪防丢、人机对话等服务，北斗还可以对重要快件进行跟踪定位，高端快递服务可以借此得到进一步发展。
下午3时，我去附近的工商银行办理一笔购书款项。金融行业的计算机网络时间同步，涉及国家政治经济民生安全，北斗应用势在必行。金融管理部门通过使用北斗授时功能，实现金融计算机网络时间基准统一，确保每一笔交易分毫不差，保障金融系统安全稳定运行。
从银行出来，我骑了辆共享单车去莲花池公园。
共享单车环保、便捷。但前几年，在一些人口密集区，却形成了新的交通阻塞点。对于共享单车的治理模式，不同城市、地区采取多种管控手段，如设置固定停车架、摄像头、地感线圈等，但效果一般。随着北斗卫星导航系统的不断发展和完善，基于北斗的电子围栏系统，通过高精度卫星定位测量技术，监督单车是否停放在指定的电子围栏区域内，这样一来整治效果明显。
京城六七月，莲花开正好。漫步莲花池畔，和风清爽，荷香沁心。忽然，一位同事焦急地通报：刚刚听到消息，我们共同认识的一位作家朋友“走丢了”！
这位享誉文坛的老作家，近年不幸患了阿尔茨海默病。下午，他从家里出走，天黑了还没回来。
幸亏家人给老作家佩戴了装有北斗定位功能的老年手表，通过终端集成的互联网或移动通信功能，将其位置信息发送给监管服务中心，家人通过安装在手机终端上的App找到了他。
吃过晚饭，坐在电视机前收看《天气预报》——今年的异常天气频繁出现，风雨连着民生，让人牵挂不已。
北斗的开通，提升了天气预报的准确度。对水汽的观测频次由过去的每日2次增加到每日24次以上，为突发性灾害天气和极端天气的预警预报服务，提供了重要的参考依据。
临睡前，打开手机浏览当天新闻，屏幕蹦出了“北斗开通一周年寄语”视频：
北斗三号工程首任总设计师孙家栋：北斗系统开通一年以来，性能指标世界一流，实现了规模化的应用。北斗应用走进千家万户，真正实现了“天上好用，地上用好”。将来，我们还要建设国家综合时空体系，用强大的北斗建设强大的国家。
北斗三号工程总设计师杨长风：北斗系统的建设开通，是在中国共产党坚强领导下、在全国人民鼎力支持下取得的成果。
中国工程院院士杨元喜：北斗卫星导航系统的建设，一方面促进了相关技术的进步，另一方面也促进了相关学科的进步，促进了人才的成长。
中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其：如今，北斗系统已在全球超过一半的国家和地区开通应用，向亿级以上用户提供服务，成为中国对外开放交流的亮丽名片。
这是他们对北斗开通一周年的总结，也是对北斗未来的期许。
我明晨还得早起，又在手机里设定了闹钟叫醒服务。
我们每一天的生活、工作，处处离不开北斗。而这些只是北斗性能中极小的一部分。北斗的应用真是只有你想不到，没有它做不到。
目前，北斗可提供定位导航授时、全球短报文通信、区域短报文通信、国际搜救、星基增强、地基增强、精密单点定位共7类服务。
持续运行的北斗卫星导航系统，正为保护国家战略安全、推动经济社会发展、保障人民幸福生活默默而紧张地工作着。
对于一位写作者来说，遇到一个好题材，无异于掘金者发现了一个富矿。当有幸走近“北斗人”，并深入他们之中时，我强烈地感受到中国北斗的故事，是中国故事中最精彩的篇章之一。“自主创新、开放融合、万众一心、追求卓越”的新时代北斗精神，是值得大书特书的“时代之变、中国之进、人民之呼”。
《中国北斗传》讲述的是北斗的种种传奇，探索的是北斗背后的内在理由，礼赞的是“北斗人”的精神风采……
第一章 北斗前传
1. 导航卫星
科学家有两种，一种是“飞鸟型”的，一种是“青蛙型”的。
英国皇家学会院士、著名数学物理学家费里曼·戴森在其《飞鸟与青蛙》一书中诠释：“有些数学家像飞鸟，而另外一些像青蛙。飞鸟翱翔于高空之中，游弋于数学的广袤大地之上，目及八方。他们着眼于那些能够统一我们思考的概念，时常将领地当中不同区域的分散问题联系在一起。青蛙则栖息于泥沼之中，所见不过是附近生长着的花朵。他们着眼于特殊目标的细节，每次只解决一个问题。数学领域是丰富而优美的，飞鸟使它宽广，而青蛙则使它精致入微。”
戴森进一步论证：“17世纪伊始，两位哲学家，英国的培根和法国的笛卡尔，宣告了现代科学的诞生。笛卡尔是一只‘飞鸟’，培根则是一只‘青蛙’。他们各自描述了对于未来的洞见。他们的洞见是非常不同的。培根说：一切都依赖于将目光盯在自然的事实上。笛卡尔说：我思故我在。”
这让我想起了共和国勋章获得者孙家栋，60多年来，孙家栋主持我国第一颗人造地球卫星东方红一号为代表的近百颗卫星的研制和发射，创建了中国航天史上多个“第一”的辉煌；主持了我国月球探测、北斗导航重大航天工程，是我国人造卫星技术、深空探测技术和卫星导航技术的开创者之一；为我国突破人造卫星技术、卫星遥感技术、地球静止轨道卫星发射和定点技术、卫星导航组网技术和深空探测技术做出了重大贡献。
如果说当年在研制东方红一号、实践一号等卫星时，孙家栋还是一名“青蛙型”的科学家，那么，经过三十几年的历练，他已经成为一名“飞鸟型”的航天科学家。
更准确地说，孙家栋是一位“飞鸟”和“青蛙”两者兼有的科学家。多年来，他形成了一种具有战略性远大目光和战术性精准实施的独特的思维方式。当他在做战略规划时，总是充满着前瞻性、预见性，顺应国家整体发展的趋势；而在实施每一项具体计划时，又总是脚踏实地、严肃认真、缜密周到、精益求精。
共和国70周年华诞，全国人大决定授予于敏、申纪兰、孙家栋、李延年、张富清、袁隆平、黄旭华、屠呦呦共和国勋章。八位功勋，国之脊梁，世之楷模。2019年底，浙江人民出版社为此策划出版一套“共和国功勋丛书”，我受邀书写孙家栋，由此与孙家栋院士相熟。因为孙家栋，我得以走近北斗。
我还记得第一次采访孙家栋的情景：
2020年4月，历经76天的武汉疫情防控阻击战，取得了阶段性的胜利。
4月8日，离汉通道再次开启，珞珈山的樱花绽放出笑脸。全国人民都暂时松了一口气，我立即联系上了孙家栋院士。在中国航天科技集团公司大厦里，我见到了仰慕已久的孙院士。
见我戴着口罩，孙老问：“还戴口罩吗？”
我说：“您是国宝级人物，为了保护您，得戴。”
“戴口罩说话，您会很累的……”孙老关切地说，“不过，戴口罩是北京市的规定，咱们还是按规定做吧。”
戴着口罩采访同样戴着口罩的被采访人，非常时期的非常之举。
我们的话题从北斗卫星导航系统开始，孙老说，北斗工程事关国家战略安全，事关国家建设和经济发展，事关老百姓生活。从北斗一号1994年立项开始，到2020年6月北斗三号建成，历经26年，几百个单位、几十万人参与其中。他还说，打了那么多颗卫星，北斗是最难的；当了那么多项目和型号的总师，北斗是最累的。因为北斗不仅“天上用好”，还得“地下好用”。
通过孙老的讲述我才得以了解，北斗卫星导航系统是中国近30年来最艰难、最伟大的工程。北斗已成为中国最闪亮的“国家名片”之一。
北斗的故事或许应该从灯塔一号讲起，孙家栋还记得那座尚未点燃便被熄灭的“灯塔”——
1957年10月，苏联成功发射第一颗人造地球卫星“斯普特尼克”，震惊世界。
在对这颗苏联卫星进行跟踪观察的过程中，美国约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室数学家比尔·盖伊和物理学家乔治·威芬巴赫，对卫星信号的多普勒效应产生灵感：利用多普勒频移效应，如果知道卫星的位置，反过来便可以确定接收机所在的位置。这一偶然的发现，开创了人类利用人造卫星进行导航定位的新纪元。
1958年，美国北极星潜艇服役，为解决潜艇的导航问题，美国开始启动研制子午仪卫星导航定位系统，1964年正式投入使用。该系统用5至6颗卫星组成的星网工作，每天最多绕地球15次，为陆、海、空三军提供实时、全天候和全球性导航服务，并用于情报搜集、核爆炸监测和应急通信等一些军事目的。1967年7月解密部分电文供民用测量部门使用。子午仪系统使得研发部门对卫星定位取得了初步的经验，并验证了由卫星系统进行定位的可行性。
我国科学家钱学森、赵九章敏锐地预见到导航卫星将关系一个国家的战略安全和空间技术的发展。1978年12月，钱学森在《现代化、技术革命与控制论》一文中写道：
航天技术提供了一种理想的天上无线电导航台——导航卫星，从天上直接给飞机、船舶、潜艇传递导航信号，大大提高了导航系统的紧急性、可靠性和精确性。卫星导航技术的最新发展，将可以提供全球性的、连续性的、高精度的导航业务，定位误差不超过10米，测速精度为每秒3米，比地面无线电导航提高近100倍。
1968年初，经钱学森提议，灯塔一号导航卫星开始研制。
中国工程院院士范本尧参加了当年灯塔一号的研制工作，是卫星结构的技术负责人。他告诉我：
“这件事情最早是由使用船舶单位提出来的。他们提出了对卫星通信和卫星导航系统的使用要求。要求通信和导航实现全球性、全天候、高精度、高可靠和不间断的工作。钱学森高度重视，组织科学院和空间研究院进行认真研究，他认为要完成这一重大任务，无论在技术指标还是在进度要求上，都存在着较大的差距。”
1969年1月，有关部门在天津召开“关于卫星导航使用要求论证会”。经过论证，会议认为，由于技术原因，近期内可先发展水面卫星导航系统，以解决用户的急需。
1970年11月，七机部在北京召开了卫星导航系统技术协调会。钱学森对五院提出的导航卫星技术方案进行了深入细致的审查，并建议将我国的导航卫星命名为灯塔一号。
钱学森将这项任务交给了孙家栋。其时，孙家栋是东方红一号卫星总体负责人，东方红一号尚未发射，孙家栋正忙得焦头烂额。灯塔一号的任务又压了下来，钱学森让孙家栋主持水面导航系统方案论证。孙家栋带领技术人员在进行导航卫星的总体方案设计时，对导航卫星的技术途径等提出了两种思路。一种思路是分两步走：第一步，利用现成的东方红一号卫星备份星，拿掉短波发射机、《东方红》乐音装置等仪器，换上双频测速导航系统，快速研制出一颗试验导航卫星。第二步，边试验、边研制应用导航卫星。另一种思路是两步并作一步走，不经过试验导航卫星阶段，直接按用户要求研制应用卫星，可以减少投入，加快研制周期。
钱学森对孙家栋说：“此事欲速则不达，搞导航卫星应该采用试验星、应用星两步走的方式。我们曾经有过研制导弹的重要经验教训，搞科学必须符合客观规律，要分阶段、按部就班地循序渐进，搞卫星和搞火箭一样，都要按研制程序办事。”
钱学森强调，导航卫星是关系到国家战略防御和空间技术发展的重大问题，涉及火箭、舰艇、远洋测量船等多项国家重大工程的全局。导航系统的高度综合性和技术复杂性，依靠空间技术研究院一个部门是难以胜任的，必须依靠国家的力量，依靠全国各有关部门和地区的协同支持。
1972年7月，中国空间技术研究院（简称“五院”）完成了灯塔一号模型星的工作。1974年1月，在星载各分系统逐级联试的基础上，完成了第一次电性星桌面联试工作。1974年6月至1975年7月，完成了温控星和结构星的总装，以及温度环境和力学试验的模拟试验，全面检验热设计和结构设计。1975年10月，开始了电性星联试。由此，加上之前完成的温控星热试验和结构星力学环境试验得出结论：灯塔一号导航卫星的温控性能、结构性能及电性能基本上达到原设计指标，卫星的方案是可行的。1977年6月，灯塔一号转入模样研制阶段；随之进入初样研制阶段；1978年完成正样。
遗憾的是，1980年12月31日，有关部门正式通知，撤销灯塔一号卫星的研制任务，从1968年年底开始研究、历时12年的导航卫星研制计划中止。灯塔一号生不逢时，灯塔尚未发光，就被熄灭。
范本尧分析说：“灯塔一号导航卫星计划中止，主要有两个原因：一是卫星本身性能不够先进，它只能为海面船舶提供二维定位，平均定位时间间隔达3—4小时，限制了应用的广泛性，导航定位精度也低于当时美国子午仪导航卫星的水平。而且，由于美国于1967年就解密了子午仪卫星导航资料，世界各国都可以使用。当时国内许多用户在我国导航卫星上天遥遥无期的情况下，通过各种渠道购买了子午仪卫星接收机。二是发射导航卫星的入轨精度要求较高，需要发射精度较高的运载火箭，而由于研制经费不足，火箭研制计划搁浅，也严重影响了灯塔卫星计划的实施。”
灯塔一号虽然没有点亮，但我国的卫星导航科研队伍得到了锻炼，积累了技术经验和技术储备。各系统特别是星上设备和地面跟踪测量设备，均获得一些有价值的成果，其中有些成果填补了国内空白，为后来北斗卫星工程的上马和其他型号的研制，打下了基础、提供了借鉴。
历史将记住中国卫星导航工程的先驱——灯塔一号，也将记住那些曾为之奋斗开拓，付出巨大心血的老一辈航天人。
2. “双星定位”
山重水复疑无路，柳暗花明又一村。
苏联发射的“人造地球卫星一号”居高临下，以每95分钟绕地球一周的速度，趾高气昂地从人类的头顶掠过。卫星上安装的两架无线电发射机，持续不断地发出无线电信号。
这种通过短波收音机接收到的“哗哗”蜂鸣声，一般人会认为是一种噪声。但中科院电子学研究所第四研究室主任陈芳允听了，既感到十分陌生，又觉得非常新奇，他甚至隐隐约约捕捉到了某种信息。
陈芳允带领几位同事做了一台接收无线电信号的装置，对这颗卫星进行无线电多普勒频率的测量。根据接收到的遥测信号，测出卫星的多普勒变化，获知卫星运动的速度，从而算出卫星的运行轨道。
陈芳允和张志诚以及天文台的人卫站一起记录、分析，计算出了卫星的轨道参数。这些宝贵资料，成为天文台对人造卫星无线电观测的基础，并成为此后我国发射人造卫星所采用的跟踪测轨技术参数的重要依据。
陈芳允是浙江黄岩人，1938年毕业于清华大学物理系，在成都一家军用无线电厂做技术员。14年抗战，他看透了国民党政府的腐败，无心为其服务。1945年恰逢英国工业协会来华招收留学生，陈芳允以优异的成绩被录取。在伦敦A.C.Cossor无线电厂研究室从事电视和雷达研究，参与了英国第一套海洋雷达的研究，取得多项科研成果。1948年春回国，陈芳允不愿为国民党政府出力，托病休养。新中国成立后，陈芳允便参与中国科学院电子学研究所的筹备工作。
中国的航天技术当时还是一片空白，此时在中国科技界甚至还没有“航天”这个名词。然而，陈芳允却有某种预感：卫星在宇宙空间的活动，不仅可以利用、开发太空以及地球以外的天体，而且，还将有利于广播、通信、气象等科学技术的发展。
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。
3. 刻不容缓
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。
北斗一号工程各大系统分两条指挥线人员：
卜庆君为工程应用系统总指挥，单克民、吴瑞楦为副总指挥；童铠为工程应用系统总设计师，谭述森、李贵琦、谢有才为副总设计师。李祖洪任卫星系统总指挥（后又任北斗工程副总设计师）；范本尧任卫星系统总设计师，崔骏业任副总设计师。
多年后，孙家栋还清楚记得那天晚餐时，他跟夫人魏素萍要酒。”
女儿魏红不解地问：“爸爸，今天又不是什么节日，喝酒干什么？”
孙家栋微笑着说：“庆祝一下！”
儿子孙中亮也好奇地问：“什么喜事？”
孙家栋解开了“包袱”：“咱们国家准备上北斗工程了。”
“北斗工程？这是什么工程？很重要吗？”孙中亮又问。
“太重要了。”孙家栋说，“它关系到一个国家的战略安全，同时又具有前途无量的民用价值。”
女儿闻言举起了酒杯，说：“爸爸又要带兵去攀登高峰了，祝贺祝贺！”
是夜，蔚蓝色的苍穹明净如水，广阔无垠。一钩弯月银光淡柔，几多星星若隐若现。
酒后微醺的孙家栋站在书房外的阳台上，久久地仰望着星空——他的眼睛眯缝成了一条线。我们习惯于用浓眉大眼来描摹英雄，按这个标准，这位航天科学家似乎有点逊色，但他不大的眼里又分明闪烁着最亮的光。眯缝眼是孙家栋家族的基因遗传，或者说是他们家族的一个徽记——他的祖辈、父辈和晚辈，都是眯缝眼。不过，当年钱学森最先发现，这位年轻人的双眼虽然平时有些眯缝，但关键时刻睁大了，便顿时闪闪发亮，敏锐犀利。
不知从什么时候开始，孙家栋有了仰望星空的习惯。夜半，夫人醒来，发现身旁的老伴儿不见了，就连忙起来，见他又在阳台上仰望星空呢。此时，北斗七星正像一把银勺似的悬挂在正北的太空上，闪闪烁烁。夫人摸透了老伴儿的脾气，这时候绝对不能打扰他，劝他休息。你一劝，平日里好脾气的他，立即会跟你急。夫人只能蹑手蹑脚地给他搬张椅子，又取来件衣裳轻轻披在他的身上，不敢打乱他的思绪。他就这样一直望啊、想啊，直到天际泛白，星星和月亮悄悄隐去。夫人这时才敢在一旁打趣道：“看见北斗、嫦娥了？看到牛郎、织女了？这回满意了吧？该吃早点了！”
孙家栋坦言，自己最初的天文知识，除了太阳和月亮，最早认识的便是北斗七星。至今他依然记得一则民间谚语：“斗柄指东，天下皆春；斗柄指北，天下皆夏；斗柄指西，天下皆秋；斗柄指南，天下皆冬。”
民间谚语，是劳动人民在长期实践中获得的智慧结晶。通过北斗七星斗柄的变化，感知四季更迭，少年孙家栋曾为之折服。当然，彼时的孙家栋做梦都没有想到，自己后来会成为中国北斗卫星导航系统工程的总设计师。
北斗星，过不了多久，中国人会为你创造一个伙伴，它与你同名，在太空与你相伴……
……
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。
