蔚保国:愿将一生与“北斗”绑定

2018.08.24 , 浏览次数: 172

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蔚保国为原科技部副部长陈小娅一行讲解。 采访对象供图

       蔚保国,研究员,中共党员,现任中国电子科技集团有限公司首席科学家,中国电科54所副总工程师。作为我国第一代北斗人,扎根北斗科研一线23年,创新提出了“数字多波束多星测控技术体制”,解决了困扰我国航天领域的多星测控难题,为我国北斗系统成功建设和装备应用作出了突出贡献。建立了我国导航领域首个国家重点实验室,致力于北斗服务性能提升和国际化应用的科技创新工作。
       获中宣部、科技部、中国科协联合颁发的2018最美科技工作者、国家科技进步奖特等奖、全国五一劳动奖章等荣誉。
       2005年 担任北斗二号工程数字多波束系统总设计师。
       2010年 带领团队成功研制出我国首套数字多波束多星测控系统。
       2014年 获2014美国ION导航年会GNSS现代化分会最佳报告奖,也是本届ION会议唯一一篇来自中国的最佳报告。
       2014年 建立卫星导航系统与装备技术国家重点实验室,并担任重点实验室主任。
       2016年 担任十三五国家重点研发计划“室内混合智能定位与室内GIS技术”项目负责人。
       2016年 作为北斗二号工程核心技术骨干获国家科技进步特等奖。
       2018年 荣获中宣部、科技部、中国科协联合颁发的2018最美科技工作者称号。

       ■ 匠心阐释
       “从事北斗工作如一场不断向上的攀爬,看得到顶点,路径未知。就像珠穆朗玛峰摆在那一样,怎么能攀登上去,需要付出很大的代价。
          如果类比的话,我们做工程的就相当于古代的匠人,只不过要能被称为匠人就意味着得精益求精,追求极致,你得在某种意义上追求完美。
          在我看来,北斗值得终生投入,将一生与它绑定在一起也觉得人生很有意义,很有价值。” ——蔚保国
       ■一路向上攀爬,看得到顶点,路径未知
       见到蔚保国是在北京海淀区文化科技园区旁的一家书店,这里距离他任主任的卫星导航系统与装备技术国家重点实验室的北京办公室不远,是他来北京出差偶尔会停驻的地方。
       蔚保国比约定时间提前到了。记者见到他的时候,他正翻着手上的书——一本《柏拉图对话集》,一本《时间的味道》——与他的专业方向无关,都是哲学类书籍。
       北京是蔚保国这次长达半个月出差的最后一站:他作为科技部863计划地球观测与导航技术领域专家组的专家,验收北京某企业承担的一项位置服务课题。对他来说,出差是工作的常态,每年几乎半年在外,半年在位于河北石家庄的中国电科五十四所,甚至出差的时间更多一些,“最多的一年我大概出了270多天差吧”。
       北斗工作的特性决定了蔚保国需要常年在外奔波。北斗作为一个提供人类生活基本时间与空间信息的军民两用系统,必须连续提供服务,一秒都不能中断,系统的升级与运维都需在线进行。此外,从北斗一号到北斗二号再到北斗三号,北斗系统仍在不断建设中,基于北斗系统开发的各项服务也在不断更迭。落实到具体的北斗工作,即意味着多头并进,多线并举,老系统的运维、新系统的建设、下一代系统的论证攻关是同时进行的。
       蔚保国有一口很标准的男中音,曾经偶尔会在同事面前唱上一段。他有着科研工作者细致而条理分明的叙述习惯,思维保持着集中和敏锐。北斗系统工程是他生活的重心,是他二十三年光阴的托付,也交还了他那些最热血沸腾的时刻——实现了一项技术突破,中标了一项工程,他和同事们会在工作群里用“红包雨”释放瞬间的喜悦,接着互相勉励继续好好干。
       从事北斗工作于蔚保国而言如一场不断向上的攀爬,看得到顶点,路径未知,“就像珠穆朗玛峰摆在那一样,怎么能攀登上去,需要付出很大的代价”。他没有用宏大的叙述,只是说,对于只干了北斗一件事的一生,觉得很有意义,很有价值。
       ■艰难岁月,女儿出生唯一一次请假
       今年是蔚保国成为“北斗人”的第二十三年。他回忆最初加入北斗工作的契机,形容是“冥冥之中觉得好像有缘分”。
       蔚保国1988年从国防科技大学电子工程系毕业,旋即进入中国电科五十四所工作,1991年赴秦皇岛燕山大学攻读通信方向硕士。1995年,硕士毕业的蔚保国回到了五十四所,被安排去负责航天卫星测控的测控部门工作。第一周组长交给了他一大摞资料让他熟悉,其中大部分是双星定位的论证资料,蔚保国还记得那摞资料的质感,“那会好多材料都是油印的,甚至还有手写的”。
       双星定位——即利用两颗同步定点卫星进行定位导航的方案由中科院院士陈芳允在1983年提出,后来成为了北斗一号研发的基石。其时国内动员了多方力量攻克双星定位的论证,蔚保国因临时替代出差的项目总师在参加的一次双星定位汇报上表现优异,于1995年11月前后也被所内领导点名调入双星定位论证组的工作,进入了“北斗圈子”。
       北斗一号初期工作中,蔚保国和同事们承担了地面设备——可理解为北斗一号地面中心控制站的研制工作。提起这段前后进行了整整两年的工程,蔚保国称之为“艰难岁月”:“那会是一个全新的体制,没有人干过,而且我觉得真的完全是一个从零起步的探索。”北斗一号的初样(笔者注:即工程样机)系统在1998年3月下旬验收,标志着北斗一号初样系统正式完成。蔚保国记起当时的日子,交付验收后赶上女儿出生,他请了工作至今唯一的一次假。
       初样阶段过后即是研制正式样机的正样阶段,包括五十四所与国防科大等在内的骨干单位开始了联合攻关。又是一段两年的征程。蔚保国当年作为一名年轻的副总设计师,负责制定系统的数字接口规范等工作。和初样阶段的艰难岁月相仿,他和同事们体会到了“拓荒者”的心境:国内卫星导航起步较晚,缺少先例和经验积累,在前无古人的空白中第一代北斗人们需要从无到有搭建起全新的卫星导航定位系统。
       “当时虽然条件艰苦,但整个氛围很安静。现在回想起来当时反倒是集中精力聚精会神。”蔚保国的语调平缓下来,双手相扣放在桌沿,眼神中闪过回忆的悠远光芒。他说,当年中国工程院童凯院士等北斗老专家、工程总师都亲临一线,一呆就是一两个月;五十四所从事北斗工作的技术人员都集中在一间大平房里,发现问题了大家就拉几把椅子围成一圈讨论解决方案,椅子就是简陋的木条板凳;最紧张需要通宵工作的时候,所里的食堂会准备夜宵——一大铁桶鸡蛋汤还有一大筐包子,大家吃完接着干活……
       ■投身23年,“一辈子就做了北斗一件事”
       时间跨过了千禧年。2000年初,五十四所承担的北斗一号正样工作完成;2000年10月,北斗导航系统的第一颗卫星成功发射。
       蔚保国记得,北斗一号研制工作最累的时期,所里的老总鼓励他们说,北斗一号建成后就可以相对轻松一些,“开玩笑说可以‘吃老本’了”。而很快北斗二号系统的建设在2004年启动,不同于使用有源定位技术的北斗一号,北斗二号使用的是无源定位,意味着全新的技术跨越,原有的经验不够用了;北斗二号完成后目前在建中的北斗三号接力展开,星间链路等新技术的挑战再次摆在面前。
       对于蔚保国和团队而言,北斗的工作是一场艰苦的持久战,需要不断创新,已知的目标是让卫星导航系统提供更好的精度,以及更好的服务性能。“你知道那个目标,关键是通过什么路径能上去。就像珠穆朗玛峰摆在那儿一样,怎么能攀登上去,需要付出很大的代价”。
       他想起刚参加工作时带他的师傅说过一句话,人一辈子干不了几件事。年轻时的蔚保国曾经不理解,从参加工作到退休三十余年的时间,怎会干不了几件事。而在投入北斗系统工作了二十三个年头、迈过知天命之年后,他感慨:“对我来说,一辈子屈指可数好像就干了北斗,别的都没干,可不是只干了北斗这一件事。”
       在感慨之余,蔚保国表现出来的更多是另一种情感——他称之为信念,或者说价值观的支撑。即使在参与北斗工作最初、前途未明的时候,他与许多北斗人就意识到北斗系统未来发挥的作用将是不可限量的,北斗工作自身的挑战性亦吸引了像他一样不畏艰难的科研人员投入,“我们当时经常说,我们以后的工作就定位在北斗定位上面了”。
       ■“顶天立地”:卫星导航系统的“毛坯房”与“精装修”
       在北斗二号工程中,蔚保国和团队碰到一个难题:如何实现多星测控。
       作为北斗卫星导航系统 “三步走”规划中的第二步,北斗二号将由十几颗组网卫星和几十个地面站天地协同组网运行,具备覆盖亚太大部分地区的服务能力。多颗卫星组成了卫星星座系统,数        据与信息在组网中的卫星和地面站之间传递;为了保障整个天地组网的顺畅运行,单个地面站需具备同时监控管理多颗卫星并进行多任务信号与信息处理的能力。
       一套全新的解决方案迫在眉睫——它将是北斗二号地面系统中的主用设备,从地面管理多颗卫星。“因为它是个主用设备,它的成败某种意义上决定了我们地面管理运行的成败。这又是一个全新的技术机制,承担的压力特别大,是只许成功不许失败的”。
       蔚保国用平淡的语气带过了这套后来被命名为“数字多波束卫星导航测量系统”方案的研制过程:2000年初提出,2002年开始先做预研攻关,验证了技术可行性后进行工程技术可行性论证,然后进入型号工程。这些平实的描述背后对应的工作量是三年的预研攻关,上千次试验,五年的型研攻关。
       “数字多波束卫星导航测量系统”方案后续拿到了军队北斗专项科技进步一等奖,被认为是蔚保国为北斗系统做出的最大贡献。北斗卫星导航系统总设计师、中科院院士孙家栋评价这套系统“是我国北斗二号地面运控系统的关键设备,技术极其复杂,研制难度极大,有重大技术创新,填补了国内空白,成果整体居国际领先水平”。
       投入北斗建设工作之外,蔚保国工作的另一大组成部分围绕导航与位置服务应用展开,包括这一领域中的科技创新——蔚保国用玩笑口吻说这两大块工作内容是“顶天立地”,顶天指参与北斗系统的论证建设,这是顶层工作,立地指做应用产业化,这是落地的工作。
       2015年8月,卫星导航系统与装备技术国家重点实验室成立,蔚保国担任主任。这是我国卫星导航领域内第一个、也是唯一一个国家重点实验室。实验室名字中的系统就是建造北斗卫星导航系统,装备则偏应用。
       “孙家栋院士说过,北斗要天上好用,地上用好。”蔚保国说,“天上好用”指要将北斗导航系统建成一个高质量的系统,“地上用好”指北斗卫星导航信号覆盖后,如何将面向用户的应用做好。他打了一个比方,造好北斗系统相当于建起了毛坯房,做好应用相当于给这座“毛坯房”做“精装修”。
       室内定位是蔚保国和团队专攻的“精装修”工程之一。2016年,他和团队承担了国家重点研发计划“室内混合智能定位与室内GIS技术”项目。室内定位是一道世界难题,“也可以说是我们导航领域最后一块处女地”——原因在于从数万公里高空到达地面的卫星信号很微弱,室内难以收到,并且室内因建筑物关系情况较为复杂;而随着城市化发展,室内导航面临旺盛需求。目前全球范围内还没有通用普适的方案能够有效实现优于1米精度的室内定位。
       争取尽早实现室内定位另一重未被言明的压力,在于作为后起之秀的北斗导航系统始终存在一个标杆——美国先于中国二十余年投入使用的GPS定位系统。而在国内外差不多同时起步的室内导航领域,弯道超车的机会不言而喻。
       要解决室内导航定位难题,实现室内室外导航无缝连续覆盖,单一技术手段无法实现,必须靠多种技术手段的融合,据蔚保国说需要的其他技术可能包括而不限于导航伪卫星、5G基站、WiFi、蓝牙、地磁、视觉、音频、微贯导、大数据、云计算、人工智能等。
       学习能力与前沿意识因而成为必须。蔚保国的同事们不约而同地评价他热爱学习,很有危机意识,且目光长远。五十四所卫星导航专业部系统室主任郑晓冬有次拎过蔚保国出差时随身背的黑色双肩包,“包特别重,里面全是书还有资料,和普通出差装衣服的包不是一个分量的”。
       蔚保国还经常会给技术人员推荐各个领域的专业书籍。郑晓冬记得,早在国内兴起讨论大数据半年前,蔚保国就给他发过大数据方面的书籍,“现在他已经向我们推荐机器学习和信息几何方面的书了”;导航国家重点研究室伍蔡伦博士收到过蔚保国推荐的数学和5G通信方面的书,“因为未来室内定位及通信导航一体化可能通过5G协同的方式得到解决”。
       由国防工业出版社和卫星导航国家重点实验室牵头组织,北斗三号工程副总师杨元喜院士任主编,蔚保国研究员任副主编,一套24本介绍北斗卫星导航工程系统的技术丛书正在积极推进中。其中蔚保国和重点实验室团队将会负责其中六本,涵盖了他们最突出的贡献——数字多波束测控、伪卫星导航定位、精密时间同步、空间信号质量监测、高精度组合导航定位等。

       ■ 传道与传承:几代北斗人,师傅带徒弟

       蔚保国至今还记得自己见到北斗工程中几位“英雄式”人物的情景。
       第一次是29岁时的北斗一号项目方案评审,“双星定位”的提出者陈芳允院士担任组长主持评审会,当时蔚保国还坐在台下。第二次是十年后北斗二号项目评审,北斗系统的总师孙家栋担任评审组长,来五十四所所在地石家庄审阅了蔚保国主持的数字多波束系统方案。“我那会走到前台了。评审会结束我去白楼宾馆送孙院士,他握着我的手说,哎呀年轻人,担子不轻啊,努力啊。他当时觉得我们的数字多波束系统的方案要实现很不容易”。
       这两次照会,蔚保国形容对团队而言是永生难忘的特别激励。数十载北斗系统,几代“北斗人”,传承的概念与意义开始具象化。
       五十四所至今有着师傅带徒弟的传统,新人加入后所内会指派一名师傅,在最初的三年时间里师傅与徒弟保持密切的指导关系,每年年末所内还会就师傅带徒弟做年终的总结和考核。蔚保国说,师徒之间不仅是技术上的传帮带,更重要的是师傅需要帮助新人快速完成从学生到一名合格科研人的跨越——“更多是做人做事精神上的传承,将老一辈科研人员好的习惯与传统传递给年轻人”。
       责任心是蔚保国在新人们的接棒中最为重视的品质。他在实验室提倡的核心理念“责任成就事业,创新赢得未来”,责任排在第一位。
       负责,这也是同事和学生对蔚保国最深刻的印象。伍蔡伦记得去年蔚保国带团队参加北斗三号工程系列招标,因投标项目有十几个,标书极其多,伍蔡伦有时加班到凌晨一两点,回家时看到蔚保国还在办公室审稿并亲自修改。“蔚总无论对自己还是对我们要求都很高”,导航部总体部主任李隽说。他和同事写的文字材料蔚保国会仔细看过两三遍,再请所里的专家看,对同事们研制出的装备也会要求一项一项指标在不同环境下做多遍测试,组内测试没有问题后再提交所里测试。
       导航部总体室网络协同导航组的何成龙是蔚保国带出来的研究生。他回忆说,自己的毕业论文蔚保国审了很久,一直修改到最后提交的期限之前。
       在众多同事眼中,蔚保国是当之无愧的“严师”,工作的拼劲有目共睹。“他确实有很强的使命感,是想要把一个方向带出来的这种人,不是说手上的事做完就完了。”郑晓冬评价说。
       “其实如果类比的话,我们做工程的就相当于古代的匠人,只不过要能被称为匠人就意味着得精益求精,追求极致,你得在某种意义上追求完美。”蔚保国对自己工作态度的理解很朴素。在他眼中,最理想的工作是能将个人利益、集体利益和国家利益统一在一起的工作,北斗正符合这样的特点,“值得终生投入,将一生与它绑定在一起也觉得人生很有意义,很有价值”。

       (来源:新京报)