——记中国科学院国家授时中心正高级工程师高帅和

肖贞林

2020年7月31日，北斗三号全球卫星导航系统正式开通，意味着我国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统已全面建成，中国北斗开启了服务全球、造福人类的新篇章。而在北斗研制的过程中，科研人员展现了独特的中国智慧，为世界贡献了创新的中国方案。

我国的北斗系统不能像美国的GPS那样在全球建立地面站，因此为了解决境外卫星的管控问题，我国的科研人员在卫星之间搭建的通信测量链路，实现了卫星与卫星、卫星与地面站的建链互通，能够让我们看不见的、在地球的另一面的北斗卫星，与我们头顶的北斗卫星取得联系。星间链路是北斗系统实现全球服务的关键，是自主运行的前提。

在星间链路技术的背后，有这样一个身影，作为系统设计师，他带领团队突破了北斗三号星间链路载荷关键技术，解决了星间快速联通建链、时分突发精密测量等难题，他就是中国科学院国家授时中心正高级工程师——高帅和。

筑梦霄汉，摸索前行

高帅和本科就读于吉林大学交通工程专业，大三开始在国家交通工程领域知名专家王殿海教授的指导下开展科研工作。“那个时候智能交通在国内刚刚起步，遇到的难题是无法精确定位。”所以在硕博阶段，他毅然选择了哈尔滨工程大学的导航、制导与控制专业继续深造，专心研究卫星导航接收机，解决技术难题。

在哈尔滨工程大学的科研生活，高帅和感到充实而满足，他像一块海绵孜孜不倦地吸收着知识，掌握了大量卫星导航领域相关的前沿技术。“在哈尔滨工程大学硕博连读的经历对于我日后的科研帮助很大，我有幸遇到了导师赵琳教授，他告诉我，做科研，要先熟悉一个大方向，不能急于做一个小方向。”正是在赵琳教授的谆谆教诲下，高帅和始终坚持多“摸索”，他用2年时间把卫星接收机的基带、射频、天线全部“摸索”了一遍，也将产品熟悉了一遍。“摸索”让高帅和发现了许多新问题，他的博士毕业论文就是当时面临卫星导航接收机应用受限的情况下开展的研究，论文提出了一些创新的方法，为超紧组合的工程实现提供了技术基础，还获得哈尔滨工程大学优秀博士创新课题支持。

毕业前夕的一个偶然机会，让高帅和与国家最高科技奖、“两弹一星”功勋孙家栋院士在2011年中国卫星导航学术年会上相遇，短暂的交谈影响了他对未来工作方向的选择。“我和孙家栋院士都是辽宁瓦房店人，是同乡，交流起来很亲近，谈话间我被孙院士航天报国的情怀所感染。所以在面临就业抉择时，我毅然选择了中国电子科技集团公司第二十九研究所。”2012年夏天，高帅和前往四川成都，投身于我国刚刚起步的北斗三号工程，并承担了其中难度极大、指标极高的星间链路载荷的研制，开启了他与北斗相伴前行的科研旅程。

如今的高帅和回忆起求学经历，他用了8个字概括“源于榜样，持续转换”。在多年求学的道路上，榜样的力量引领着他不断转换领域、转变方向，从一个使用者变成现在的设计者，但初衷始终未曾改变，他要成为对国家有用的人。

情系楚囊，弘毅笃行

2009年，北斗三号工程正式启动建设。北斗卫星导航系统是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设运行的全球卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高准确定位，同时实现高精度导航和授时服务的国家重要时空基础设施。

高帅和加入北斗三号工程建设的那一年，北斗三号卫星的诸多关键技术都亟待攻关。“我国北斗系统在国土范围之外的地面站很少，卫星一但飞到地球的另一面，就相当于失联。”高帅和介绍说，如果我们的星间链路载荷能够可靠运行，让星与星之间建立稳定的链接，就可以让孤立的卫星组成一体的网络。只要任何一颗星能和地面连接，就可以实现整个卫星网络的准确运行。这样，就能解决境外不可观测的难题，实现北斗系统从区域走向全球。

当然，实现星间链路技术并非只是“地面站难以全球范围布站”的权宜之计，更关键的是保证“自主导航”。所谓自主导航，就是指“即使地面站全部失效，北斗导航卫星也能通过星间链路维持一定的时空基准提供定位和授时服务”。

“北斗创新的这个星间链路技术，能够让不可见的卫星和我们仍然可联通，这个联通既要包括信息上的联通（通信）、也要包括距离上的联通（测量），满足我们应急测控、自主运行的要求，进而提高导航系统的工作效率，确保我们国家导航系统的技术先进性。”高帅和做的这项工作一干就是3年，用他自己的话说这是：“三年磨一链（路）”。高帅和以第一完成人获得了中国电子科技集团公司科技进步奖。同时，他作为北斗三号首发星团队主要成员获得了2015年中央电视台年度十大科技创新人物（团队）称号，2015年度国防科技工业年度创新人物（团队）称号。

2015年3月30日21时52分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭，将我国首颗新一代北斗导航卫星发射升空。“我们实现了星间精密测量精度达到亚纳秒量级，这也是咱们国家首次在轨连续运行的厘米级精度的星间测量链路。”在这颗卫星的背后也凝结着高帅和的自豪和遗憾。

高帅和回忆起最困难的一段时间是2014年下半年。为了确保北斗三号首发星按时发射，他与团队几乎处于“白加黑、5+2”的没日没夜工作模式，压力巨大。“我记得有一次加班到凌晨2点，迷迷糊糊拿起酒精当水喝，之后跑了几家医院，还好最后并无大碍。第二天早上8点30分，我又准时出现在了工作岗位上。”高帅和知道这一切都是为了北斗，为了至高无上的国家利益，“此时，我们不拼谁拼，我们不上谁上”。

除了工作的强度高、压力大之外，高帅和的家庭也面临着变故。“我的父亲查出肝硬化晚期，父亲怕影响我工作，很长一段时间都是自己在默默地强忍着病痛的折磨，我几乎没有时间在父亲身边尽儿子应尽的义务，这也是我一直难以释怀的遗憾。”高帅和说起父亲，眼睛里总是带着泪花，他始终记得首颗北斗导航卫星发射成功的那个夜晚，“我发了一条状态：‘亲爱的爸爸，儿子想您！’可我真的再也见不到他了。”那些遗憾随着首颗北斗导航卫星的发射升空，也无法减少半分，但高帅和知道：为了国家，有些事情必须做。

4年之后，2019年，高帅和面临的任务是国家更高精度的空间原子钟要发射升空，对高精度的星地时差测量提出了更高的要求，这一次精度要求达到皮秒量级。为此，高帅和在北斗星间链路原班人马的基础上集中了国内优势力量，组成“国家队”，对载人航天空间站高精度时频实验系统星地微波链路项目迅速开展方案论证。

为了更好地完成国家任务，也为了追求科研方向的突破，高帅和做出了人生中又一个重要决定，他从中国电子科技集团公司第二十九研究所来到了中国科学院国家授时中心，统筹大系统星地精密时差测量的工作。“我认为，个人发展要融入国家命运，一定是国家需要什么，我们就做什么，要在重大任务中发挥作用、服务国家重大工程，这是评价科研工作者最重要的KPI（关键绩效指标）。”

时空寂远，弄潮向涛

2020年，高帅和正式入职中国科学院国家授时中心，并入选了中国科学院“西部引进人才”、陕西省高层次人才引进计划。他坦言来此工作除了想要更好地完成国家重大任务，同时也被国家授时中心张首刚主任的那种“建设空天地一体的国家授时体系”的雄心壮志所感动，“时间是一个国家的基本信号，它就好比一个国家跳动的心脏。国家利益到了哪里，时间服务就必须跟到哪里”。

除此之外，高帅和对商业航天的发展也投入了许多关注，“单纯靠国家投入发展航天事业的模式是需要改变的，商业航天是未来的大势所趋”。数据统计，2018年全球发射卫星超过400颗，2019年发射卫星突破500颗；而2020年仅星链计划已入轨833颗。可以预见未来每年卫星发射数量会数以千计，甚至更多。

为此，高帅和和团队瞄准商业航天星座/星群测运控业务需求，提出面向动态地面测控节点资源的智能测运控调度方法，设计了测控、授时一体化地面站系统，研发了小型化测控盒子产品。“我们也希望利用先进的技术为中国商业航天构建差异化的具有时间特色的测运控服务提供全面的技术支撑。”高帅和说。

多年的科研经历，让高帅和清醒地意识到，航天项目是复杂的系统工程，从来不是某个人的单枪匹马、力挽狂澜，而是整个团队的协同努力、集智攻关。“所以我讲到这些科研成果的时候，不是我、是我们。一句话总结就是‘功成不必在我，但功成必定有我’。”未来，他也将和团队一起，致力于国际领先的空间精密测量技术研究，为国家建成立体交叉的时频体系而奋斗。

（责编：苏寒山）

专家简介

高帅和，1986年10月生，中国科学院国家授时中心正高级工程师、中国科学院西部引进人才、陕西省高层次人才、国家科技专家库专家、中国电子学会高级会员、中国宇航学会高级会员。长期从事国家重大专项北斗三号工程、载人航天空间站工程等关键技术攻关和型号研制任务。主持和参与了多项国家重大专项和省部级项目，在卫星导航、星间链路、空间时频等技术领域取得了诸多原创性成果。目前已完成国防科技成果鉴定2项，已授权国家/国防专利十余项，发表高水平论文40多篇，获得中国电子科技集团公司科技进步奖三等奖（排名第1）。作为团队主要成员获得中央电视台年度十大科技创新人物（团队）称号，国防科技工业年度创新人物（团队）称号，中国电子科技集团公司年度十大创新团队称号。