“我们不搞那种美国式的全球二十四颗卫星的豪华配置。那不是我们的风格。”
孙明轩在黑板的另一侧,画了一个地球,然后在地球的赤道正上方,画了两个点。
“双星定位理论。”孙明轩沉声说道。
在场的工程师们都是一愣。这是一种在理论上存在,但在实际应用中被西方早早抛弃的方案。
“利用两颗部署在三万六千公里高度的地球静止轨道卫星。”孙明轩用粉笔将这两个点与地面上的一个目标连接起来,形成一个三角形。
“地球静止轨道卫星的优点是,它们相对于地面的位置是固定不变的。我们不需要复杂的地面测控网去时刻追踪它们。”
“当一艘船在海上需要定位时,它向这两颗卫星发射一个包含自己高度信息的询问信号。两颗卫星接收到信号后,计算出信号往返的时间,从而得出两颗卫星到船只的距离。”
“以两颗卫星为球心,以这两个距离为半径,在太空中画出两个球面。这两个球面相交会形成一个圆。”
“再结合船只自身提供的高程数据,也就是地球的表面。这个圆与地球表面相交,就会得出两个点。”
孙明轩在黑板上重重地点了两下。
“一个是船只的真实位置。另一个通常位于另一个半球或者根本不合理的区域。计算机很容易就能排除那个错误点,从而得出最终的经纬度坐标。”
会议室里鸦雀无声。
李健推了推眼镜,眉头紧锁。
“孙总工。这个理论在数学上是完美的。但美国人之所以放弃它,是因为它存在致命的缺陷。”
李健指着黑板。
“第一,这是一个有源定位系统。船只必须主动发射信号去询问卫星。这就意味着它无法用于隐蔽的军事行动。一旦开机,就会暴露自己的位置。”
“第二,系统容量有限。卫星的计算能力和信道带宽是有限的。如果同时有几千艘船向卫星发出询问,卫星的通信链路就会瞬间堵塞瘫痪。”
“第三,精度。这种简易的测距方式,加上电离层的延迟误差,其定位精度可能只能达到几十米甚至上百米。这与美国人宣传的米级精度相差甚远。”
孙明轩看着李健,嘴角露出一丝笑容。
“你说得都对。”
“但华夏现在需要的,不是一枚用来引导精确制导炸弹的制导标签。我们需要的是一个能让五万吨的货轮在太平洋上不迷路的指南针。”
“有源定位会暴露位置?我们的远洋商船在公海上堂堂正正地航行,不需要隐蔽。至于军舰,在关键时刻,几十米的误差总比彻底变成瞎子要好。”
“系统容量有限?我们就通过地面指挥中心进行分时排队分配。给每一艘船分配特定的询问时间窗口。”
孙明轩走到李健面前,拍了拍他的肩膀。
“在工程学中,最完美的方案往往不是最合适的方案。华夏的规矩是,先解决有无问题。先让我们的船在海上能找到北,摆脱美国人的控制。精度和容量,我们可以在后续的迭代中慢慢解决。”
“两颗卫星。我们只需要两颗卫星,就能覆盖整个亚太地区和半个太平洋。这在成本和时间上,是我们目前完全可以承受的。”
孙明轩转过身,面向全体工程师。
“启动北斗一号双星定位系统工程。代号:灯塔。”
“放弃所有不必要的花哨功能。把通信模块做到最结实。我给你们半年的时间,把这两颗卫星送上天。”
命令下达,华夏的航天系统开始了疯狂的运转。
三个月后。巴丹吉林沙漠深处。
罗布泊卫星制造中心。
这是一座巨大的全封闭无尘厂房。室内温度被严格控制在二十二度,空气洁净度达到了极高的标准。
工程师张磊穿着白色的防静电服,正在对北斗一号卫星的内部载荷进行最后的调试。
这颗卫星的设计风格,充满了华夏重工业的粗犷与实用主义。它没有采用西方那种轻巧但脆弱的蜂窝夹层结构,而是使用了冶金厂专门研制的厚重铝锂合金框架,坚固得足以承受火箭发射时的任何剧烈震动。
张磊的工作,是调试卫星的核心部件——高精度铷原子钟。
在卫星导航系统中,时间就是距离。电磁波以光速传播,哪怕是百万分之一秒的时间误差,也会导致三百米的定位误差。
华夏在原子钟领域的起步较晚,无法造出美国那种体积小、精度极高的铯原子钟。
“老张,这台铷钟的体积太大了。占了卫星内部将近五分之一的空间。”助手看着那个沉重的金属盒子,有些担忧地说道。
张磊拿着螺丝刀,小心翼翼地紧固着铷钟的防震底座。
“体积大就大点。我们这颗卫星不需要携带那么多复杂的科学探测仪器,把空间全留给通信和授时。”
张磊擦了擦额头上的汗。
“虽然精度比不上美国人的铯钟。但这台铷钟是我们自己造出来的。它在温差变化剧烈的太空环境中,能保持相对稳定的频率跳动。只要我们在地面的主控站,定期向卫星发送时间修正参数,就能强行把误差拉回到可控范围内。”
这种依靠地面强力干预来弥补天上设备不足的方案,是工程师们在资源有限情况下的绝佳妥协。
在卫星的外部,没有安装复杂的机械展开式太阳能帆板。为了追求极致的可靠性,防止机械故障导致帆板无法展开,工程师们直接在卫星的圆柱体表面,贴满了大面积的硅光电池片。
只要卫星进入轨道并保持自旋,总有一面能够接收到阳光,从而产生源源不断的电能。
简单,粗暴,但绝对可靠。
在距离西京市不远的一处平原上。
华夏工程兵团正在进行另一项艰巨的建设任务。
这里是北斗一号的地面主控中心。
为了实现双星定位的精确计算。地面中心必须实时监控两颗卫星的轨道位置,并处理来自大洋上海量船只的询问信号。
巨大的抛物面天线被安装在钢筋混凝土基座上,直指赤道上空。
在地下二层的机房内。
李健带着一群程序员,正在没日没夜地编写定位解算软件。
大厅里摆放着十几台昆仑大型晶体管阵列计算机。