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我的卫星缘 精选

已有 4674 次阅读 2020-4-20 11:31 |个人分类:散文广场|系统分类:人物纪事

     

我的卫星缘

 籍利平

1984年,我的津贴费是每月十几元。购买价值48元的上海牌机械表,这一计划让我经济压力很大。从区队长那里借了二十块,加上我积攒的三十元,凑齐了五张面值十元的人民币。我利用休息日,请假到了郑州的紫荆山百货大楼。正在挑选手表时,柜台旁边的电视播放了一则令人精神振奋的新闻:我国的通信卫星发射成功,画面是国家领导人杨尚昆通过卫星打电话。当时的军装,还是“一颗红星头上戴、革命的红旗挂两边”的样式。

一年后开讲的专业课《卫星大地测量学》,主要内容就是通过观测卫星解决大地测量学的各种问题。这回,我可是正式与卫星结缘了。后来,《卫星大地测量学》这门课程,被专家拓展成了《空间大地测量学》。

1999年,接触过“地壳运动观测网络工程”中一些卫星观测手簿,但没有在数据采集和处理上下功夫。2002年,我在一个战友兼校友的鼓励下,写了一篇以北斗伪卫星为主题的论文,尽管幸运地被研究院主办的《测绘科学》季刊录用了,也不乏纸上谈兵的意思。责编曾经在电话里说:要是有什么基金,可以挂上。我说没有。(我哪里听说过什么基金,写这个纯粹是个人兴趣加上心血来潮)

20039月,我到中国测绘科学研究院(简称:研究院)工作。我的初衷是致力于大地测量研究,自以为是。出乎意料的是,我被认为有多年的野外工作经验,被安置到了位于北京市房山区的卫星观测站,主要从事野外观测;当时观测站配置的全球定位系统接收机还是老式的“阿什泰克”,过了几年才更换为采样频率较高的“天宝”,但都是美式装备。激光测距仪和天文望远镜是需要人工操纵、连续进行夜间值班观测的。

作为近地卫星的“神舟四号”观测已经结束,激光测距试验从200317日开始。我到卫星观测站报到时,错过了一次绝佳的观测国产航天器(卫星)的机会,但得到了这个工程的纪念品(“921工程”纪念,一只颇有分量的鼎,成了我的卫星主题收藏品)。参加试验的台站有中国科学院上海天文台佘山激光站、中国科学院国家天文台长春卫星观测站、国家测绘局北京房山激光站、国家地震局地震研究所与中国科学院测量与地球物理研究所合作的武汉九峰激光站。房山激光站是房山卫星观测站的别名,强调了观测中使用的激光技术。

卫星观测站有两种观测设备,一种叫激光测距仪,实际上是一种可以发射和接收绿色激光的天文望远镜;另一种是人们熟知全球定位系统接收机。全球定位系统接收机的天线是固定的,观测手段自动化程度高。连续观测导航卫星、采集气象数据,向国内的信息中心和国外的数据中心发送数据,是跟踪站的日常工作。我的工程硕士论文就是以卫星跟踪站的数据传输为主题的,做了几次数据传输试验,分别向《全球定位系统》和《计算机工程与设计》投了稿。

20044月,携带卫星观测仪器去海南万宁和三亚。在三亚,是住在一家海军招待所里,仪器就安置在招待所的楼顶上;在楼顶上,可以欣赏到三亚湾的旖旎风光;在万宁海滨的山头上,仅仅进行了一个晚上的观测。没有找地方住,就在出租车里凑合了到了天亮。上山架设仪器的时候,曾经落入一个浅浅的坑里。

20074月携带卫星观测仪器去,在河北满城的麦田里测量了几天。5月,奔赴山东威海测了几天卫星;夜间的八级大风,没有吹动我的仪器,我有防范措施——用三块大石头压住了三脚架。这次,还经受了网的考验,怎么还有网呢?是网络出了小故障——交换机死机了,引起了客户端和服务器数据传输的中断。

2007年7月,我携带研究所的卫星观测仪器去安徽合肥市郊的稻田里观测;风雨交加中,安置在楼顶的基准站接收机被吹倒了,幸好仪器比较结实,仅仅摔掉了一些油漆。没有关注天气预报,可是让我吃了苦头。炎热的七月里,短裤背心上阵,固然可以凉快一些,可是一连几天的“日光浴”,难免把四十岁的老皮肤也晒暴了;观测还没有结束,就出现了严重的皮肤过敏,小腿皮肤发紫了。忍受了三天,终于还是到就近的“科技大学门诊部”看了看(顺便,又搜罗了几本书,包括黑色封面的《天体力学方法》)。冬季,去贵州茅台镇附近观测卫星,在山路边感受了山风的强劲和雨衣的单薄。

20078月初,我正在双清路参加科技写作培训班,值班的同事突然来电话告知:雷电击毁了卫星跟踪站的计算机(主板烧了),所幸卫星接收机无碍。事后,站上重建了避雷针。

事实不止一次表明,狂风和雷电对于荒郊野外的导航卫星观测,威胁很大呢!

为了不“浪费”跟踪站的气象数据,我以某技术说明中的对流层延迟模型为基础,推导激光器波长为532 纳米的北京激光测距站天顶方向的对流层延迟改正简化公式。利用共置于激光测距站的北京房山站102天的气象数据进行天顶方向对流层延迟改正计算。根据2010522日—2010831日的293 028组气象数据进行计算,计算结果出现4处峰值和3处谷值。数据不少,文章太少,这样利用数据仍然是远远不够的。

在卫星观测站工作的前两年中,我观测到的都是国外的卫星。当时,国产的“北斗一号”卫星已经上天,可惜没有安置可以反射激光的后向反射器。可以观测的轨道较高的导航卫星有美国的全球定位卫星、俄罗斯的格洛纳斯卫星,还有日本的试验性的静止卫星。专门为激光测距观测设计的中、低轨道卫星,主体就是寿命很长的圆形激光反射器,是非常容易捕捉到的。低轨道卫星,一般来讲是比较容易观测到的。令人疑惑的是,有一颗俄罗斯低轨卫星,显示器上明明可以看到它的图像,激光信号发射出去后,回波(激光信号)却怎么也收不到。与此对照鲜明的是,运行高度一万九千公里的“艾大龙”卫星,浑身都是激光反射器,反而不难观测到。

20121月,我国的低轨卫星“资源三号”发射成功之后,国际激光测距服务组织准备对它进行联测。卫星预报的任务由这颗卫星的主要用户——国家测绘局承担,由研究院落实。可惜的是,当时我已经离开了观测一线,并未参与“捕获”这颗卫星的夜间行动,没有出多少力。

尽管脱离了观测一线,我对于国产卫星,尤其是北斗卫星的关注度是没有降低的。在专职从事科普活动的两年时间里,不仅组织了多次卫星科普活动,还奔赴郑州、青岛等地介绍北斗(或者激光)导航卫星的最新进展情况。为了做科普,我购买过“天宫一号”模型、收藏着“资源三号”卫星模型。卫星模型在科普活动中已经发挥了作用。

2015年秋季,我就买到了一款有“阅兵指挥表”之称的北斗时空表。这种手表是一款集军标时间显示、作战时间设置、北斗导航定位、路径记录回放、电子罗盘定向、地图图幅计算、运动计步等功能的消费电子产品。还买过蓝牙卫星接收器,它只能接收信号,需要配套软件才可以解算坐标。

20155月以来,我参加过两次卫星导航学术年会、三次卫星导航定位协会年会、三次大地测量与导航专业委员会学术年会,开拓了视野、结交了新的同行。令人感奋的是:我的校友中有多人坚持致力于卫星导航研究;关注他们的学术研究进展,对北斗导航卫星也可以窥见一斑。同行、同学们,已经有不少人出版了有关(北斗)卫星导航的专著或者科普著作,我尽量多搜集、学习,以备不时之需。有一次,出差西安的时候去看望一位惯导专家,他陪同我了一下大学出版社书店;我发现一本卫星导航方面的书,有些年头了,还是毫不犹豫买了下来。问题是,资料搜集得多,研读不够深入,对于资料的消化、吸收和利用仍然不足。

2018年5月,第九届卫星导航学术年会在哈尔滨召开。我和同事一起去组稿、展示科学版导航类图书。在会场聆听了年已八旬的中国工程院院士许其凤教授的学术报告。在此之前,许教授曾经被邀请到研究院做学术报告。他的报告主题是“认识北斗 应用北斗”。报告会结束后,我与同事一起向许院士约稿;第二年上半年,许院士署名第二作者的《GNSS动态定位性能评价研究现状与进展》在研究院主办的《导航定位学报》上刊发了。早在2005年,解放军出版社就出版了许其凤教授的《空间大地测量学》。这部五十万字的专著,是我的书房之宝;有一次许其凤教授来研究院参加活动,我在楼道里请求他签了名。关于这本书,还有一个小插曲。有一位江苏来的(联合培养)硕士研究生,非常喜欢《空间大地测量学》一书,竟然没有吭气给顺走了。好在我的老单位(某测绘大队)还有几本存货,我赶紧去补充了一本。20188月,大地测量与导航年会在兰州举行;会议结束后,我没有离开。论文海报按垃圾处理太可惜了,我收藏了几张。

我觉得,自己不是北斗导航卫星方面的专家,充其量是个爱好者、关注者。对北斗的了解,不过是一点皮毛。我曾经这样自评:做起报告来,我面对专业技术人员时不够专业,面对小学生们时又不够通俗;总之是感染力不够。有一次(在郑州),准备好了PPT却无法使用;只好改为口头报告(简单介绍卫星激光测距与科普旅游),好在也就十多分钟,没有出洋相。

多听有关的学术报告、多搜集有关的专著,是有利于加深对北斗导航卫星系统的理解的。我搜集过几十种解放军出版社、国防工业出版社、科学出版社、中国宇航出版社、测绘出版社、电子工业出版社、武汉大学出版社、西北工业大学、哈尔滨工程大学出版社等出版社出版的卫星导航主题书籍,试图吸取专业营养。亲眼见到多个耄耋老人,坚持孜孜不倦地参与学术活动,作报告、发表论文、出版专著,他们的谦虚、好学与坚韧,怎能不激励后学之辈呢!

2014年夏天开始做科技期刊编辑、图书编辑之后,我对卫星,尤其是北斗导航卫星的认识更全面、更深刻了。虽然我不能亲自研发、控制卫星,也是可以围绕着北斗导航卫星做文章的。为了不学术前沿的同行被拉得太远,我尽力从报刊、图书、公众号里追踪测绘行业进展,尤其是大地测量与北斗导航卫星的进展情况。

20199月,中国卫星导航与位置服务第八届年会暨中国北斗应用大会在郑州召开,我提交了文章,参加了会议,还趁机回母校看了看。

   20205月,我国将正式建成北斗全球卫星导航系统;这是一种收官,也是一种再出发。在力所能及的情况下,我可以围绕(北斗)卫星这个主题,写一点儿小文章。(2020-04-20,中午写于北京海淀;下午修订;2020-04-22早晨,再次修订——英文缩写尽量替换为汉字。




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