科技日報記者 張 強 科技日報通訊員 陳 璠 王 曼

唐小妹，這個聽起來像鄰家女孩般親切的名字，卻與構(gòu)建北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)這一偉大事業(yè)緊緊相連。

作為北斗重大專項體系總體組專家、低軌星座導(dǎo)航增強技術(shù)專家，國防科技大學(xué)教授唐小妹說：“用技術(shù)創(chuàng)新推動北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)成為世界最先進導(dǎo)航系統(tǒng)，是我和團隊的追求。未來，我們要設(shè)計和優(yōu)化低軌道衛(wèi)星星座，建成更加融合、智能的綜合時空體系，使北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)性能全面提升。”

前不久，唐小妹被授予全國三八紅旗手稱號。

“只有敢于挑戰(zhàn)，才能實現(xiàn)超越”

高考后，成績優(yōu)異的唐小妹考入國防科技大學(xué)。

唐小妹至今清晰記得自己參與的第一個研究項目。2007年4月，我國發(fā)射了北斗二號首顆中圓軌道飛行試驗星。然而，當(dāng)年年底研究人員就發(fā)現(xiàn)這顆試驗星受到大功率強電磁干擾，指令接收成功率不足50%。如果不解決這一問題，后續(xù)衛(wèi)星組網(wǎng)計劃將難以進行。

此時，唐小妹一邊忙著撰寫博士畢業(yè)論文，一邊跟隨導(dǎo)師、國防科技大學(xué)教授王飛雪參與到北斗二號建設(shè)任務(wù)中。

擺在唐小妹所在團隊面前的有兩條路：要么對已經(jīng)投入建設(shè)的衛(wèi)星組網(wǎng)系統(tǒng)進行重新設(shè)計，要么增加抗干擾設(shè)備、打造“電磁盾牌”。前者技術(shù)要求低但耗資巨大，后者投資少、安全性高、解決問題徹底，但實現(xiàn)難度非常高。團隊選擇了后者。

“科研沒有捷徑。只有敢于挑戰(zhàn)，才能實現(xiàn)超越。”唐小妹初生牛犢不怕虎，帶領(lǐng)信號處理組主動接下了抗干擾設(shè)備信號體制設(shè)計這一艱巨任務(wù)。信號體制設(shè)計是項目中最關(guān)鍵、最基礎(chǔ)的一環(huán)，直接決定設(shè)備抗干擾能力的強弱和高精度測量的靈敏度。如果這項工作沒有做好，設(shè)備的抗干擾能力將無從談起。

時間緊、任務(wù)重，唐小妹把洗漱用品和折疊床都搬進了實驗室，經(jīng)常兩眼一睜干到天黑。

“數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)錯誤，抗干擾能力減弱。”一次，團隊成員霍樹民的一句話，中斷了唐小妹的思考。

“信號設(shè)計格式，正確。調(diào)制方式，正確。編碼方式，正確……問題究竟出現(xiàn)在哪里？”唐小妹邊說邊帶領(lǐng)團隊逐一排查影響因素。經(jīng)過討論分析，他們決定嘗試更改仿真環(huán)境中干擾源部署參數(shù)，并重新設(shè)計信號格式，最終解決問題。

經(jīng)過不懈努力，唐小妹負責(zé)設(shè)計的信號體制顯著地提升了指令接收成功率，降低了誤碼率，基于此設(shè)計研制的抗干擾衛(wèi)星載荷性能指標(biāo)得到大幅提高。經(jīng)測試，某區(qū)域衛(wèi)星信號有效接收率從不足50%升至100%。

“要么不干，干就要干到最好”

讓北斗三號服務(wù)全球是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)“三步走”計劃的最后一步。要拿下北斗三號信號源項目，唐小妹所在團隊必須參加上級組織的比測試驗。2009年，剛休完產(chǎn)假的唐小妹毫不猶豫地投入這項任務(wù)。經(jīng)過一輪又一輪鏖戰(zhàn)，團隊終于以絕對優(yōu)勢獲得了第一名，成功拿下項目。

“要么不干，干就要干到最好。”唐小妹說。這也是她在科研工作中的口頭禪。

2020年7月31日，北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開通。彼時，唐小妹腦中萌生了一個大膽的設(shè)想：在萬物互聯(lián)的智能化時代，能否將導(dǎo)航功能集成到低軌星座上？

低軌星座的導(dǎo)航增強技術(shù)蘊含巨大發(fā)展?jié)摿εc應(yīng)用價值。在自動駕駛領(lǐng)域，它能夠為車輛提供更精準(zhǔn)的定位信息，使行駛路線更優(yōu)化。在移動物聯(lián)網(wǎng)方面，該技術(shù)可以實現(xiàn)海量終端設(shè)備的高效連接與實時追蹤。在遙感對地觀測領(lǐng)域，它能夠顯著提升觀測數(shù)據(jù)的精度與時效性。

“如果能集成，那么該集成哪種導(dǎo)航功能、怎么集成？”唐小妹說，這一設(shè)想太新了，沒有可參考的文獻，但她決心啃下這塊“硬骨頭”。她帶領(lǐng)團隊反復(fù)論證，組織相關(guān)單位集中研討，赴總體單位、科研院所等開展調(diào)研，力爭拿出一個完美方案。

要將導(dǎo)航功能集成到低軌星座上，唐小妹和團隊首先要解決多波束技術(shù)這個核心問題。

研究初期，唐小妹從常規(guī)思路出發(fā)，嘗試從設(shè)計上來解決多波束問題。她帶領(lǐng)團隊一口氣設(shè)計了6種方案，但經(jīng)驗證后發(fā)現(xiàn)，這些方案會增加整個系統(tǒng)建設(shè)成本。經(jīng)過多輪討論與不斷嘗試，他們決定更換思路，從優(yōu)化設(shè)計入手，最終解決了這一問題。

經(jīng)過不懈努力，唐小妹及其團隊找到將導(dǎo)航功能集成到低軌星座的方案。

“北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)如同堅實可靠的‘主心骨’，撐起全球?qū)Ш降幕炯軜?gòu)。低軌星座導(dǎo)航增強技術(shù)則像靈巧有力的‘輔助臂’，為北斗精準(zhǔn)定位添磚加瓦。二者緊密配合，共同編織出一張高精度的導(dǎo)航服務(wù)大網(wǎng)。”唐小妹說。

“接力棒要穩(wěn)穩(wěn)地交給年輕人”

“同學(xué)們，這是海浪的頻譜聲，這是駝背鯨的頻譜聲，這是鼓蝦的頻譜聲……”唐小妹在課上一邊給學(xué)生播放水下采集的聲音信號及對應(yīng)的頻譜，一邊講解道，“通過了解水中各種生物發(fā)出的聲音特點，我們就可以用儀器測量出這些聲音中的一些特定頻率。這些頻率就像生物的‘指紋’，能幫助我們識別出是哪種生物在發(fā)聲，還可大致判斷出它們的位置。”

這些年，無論科研任務(wù)多么繁重，唐小妹從未離開過三尺講臺。專業(yè)課內(nèi)容往往枯燥難懂，但她總能讓知識變得鮮活起來。十幾年來，學(xué)生們對唐小妹課程評價最多的是“生動形象”“通俗易懂”。

“教員不僅要傳授知識，更要守護心靈。”唐小妹說，這份守護，不僅體現(xiàn)在課堂上，更藏在那些潤物無聲的關(guān)懷里。

“唐老師，我感覺自己不適合讀博士，更不適合做科研……”一天深夜，在辦公室加班的唐小妹看到學(xué)員劉吉洋在周報上寫的這句話，心里五味雜陳。

劉吉洋作為獲得碩博連讀資格的優(yōu)秀學(xué)員，成績十分突出。然而，從課程學(xué)習(xí)到科研創(chuàng)新的跨越，讓他無所適從，產(chǎn)生了嚴重的焦慮情緒。某天晚上，劉吉洋躺在床上輾轉(zhuǎn)難眠。突然，手機屏幕亮起，唐小妹發(fā)來的信息映入眼簾：“我非常理解你的焦慮。直接從本科跨入博士，壓力確實很大。不過，現(xiàn)在最重要的是梳理思路、聚焦問題，開小口、挖深井。明天我們仔細討論修改方案……”

簡單的鼓勵并不難，難的是持之以恒的支持。從那以后，唐小妹每周批閱劉吉洋的周報總結(jié)，見縫插針和他討論研究細節(jié)……唐小妹始終耐心指導(dǎo)、傾囊相授，讓劉吉洋逐漸找到了自己的方向。最終，他的論文發(fā)表在《自然》雜志子刊上。

“接力棒要穩(wěn)穩(wěn)地交給年輕人，北斗的未來離不開他們。”唐小妹說，“我的夢想就是帶好團隊、帶好學(xué)生。”這份對教育事業(yè)的執(zhí)著堅守，不僅是她的職業(yè)信條，更是她以師者匠心托舉北斗的莊嚴承諾。