从2000年10月北斗一号第一颗试验卫星成功发射，到2020年6月23日北斗三号最后一颗全球组网卫星升空，20年来，44次发射，中国先后将4颗北斗试验卫星，55颗北斗二号、三号组网卫星送入太空，开启了中国“星网”导航全球的时代。
近日，《面对面》专访北斗三号导航卫星首席总设计师谢军，讲述北斗卫星背后的故事。
(相关资料图)
三年时间攻克技术难题
发射成功时距截止时间仅剩2小时
2004年，北斗二号卫星导航系统正式立项。已经有22年工作经验、曾参与多个重大项目研制的谢军出任北斗二号卫星系统总设计师。他回忆说，“从2004年到2007年，这可能是我当总师最难的一个时期。”
北斗二号卫星导航系统是在北斗一号的基础上，从原来只为中国提供服务，扩展到覆盖亚太地区，需要14颗卫星支持，同时还要攻克一些基础性的难题。
但根据国际电联规定，导航卫星的频率资源和轨道位置资源自申请日起时限为7年，超时不用自动作废。这意味着，他和团队只有三年时间攻破基础性的难题，并在2007年4月17日之前把卫星送上太空。
2007年4月14日凌晨，北斗二号系统第一颗中圆轨道试验卫星被成功送入太空。但这距离履行国际电联的规定还差一个关键动作。
谢军：不光要把卫星发上去，还要把卫星所携带的无线电信号发射到地面，接收到信号。卫星的微波部件上天之前，可能会在地面携带一些潮气，还没释放干净，一种微波现象可能就会产生放电，把设备表面烧蚀，可能影响产品的功能。
2007年4月16日20时14分，谢军果断做出决定，下令试验卫星上的有效载荷产品加电开机。1小时32分钟后，地面系统正确接收到了卫星播发的导航信号，这一刻距离国际电联规定的空间频率申请失效时间仅剩2个小时。
谢军说这是具有风险且成功的一次决策，“我觉得有一定的幸运成分，我们要有敢于担当的勇气，但不是简单盲目，还是要大量地面实验数据支持。”
进口原子钟无法按时供货
他们生产出中国自己的原子钟
从2004年立项到2012年完成，北斗二号卫星导航系统的定位精度从北斗一号的20米到30米，提高为水平和高程均为10米，接近当时的GPS民用标准。
定位精度的提高需要卫星上多项关键技术和零部件的支撑，这其中就包括有着“导航卫星心脏”之称的原子钟。
2006年，由于进口原子钟无法按时供货，致使北斗二号建设工程差点夭折，这件事深深地刺痛了谢军。他认识到，作为一个航天大国，中国必须要有独立的时频基准系统，这就需要突破原子钟这一技术难关。
谢军：在工程立项的时候，我都觉得这个东西怎么可能完成？我们几家单位在北斗二号做原子钟的时候都非常困难，经常到卫星总体需要交付原子钟的时候，都是紧赶慢赶、连滚带爬，不能按时交付。
当时，研制出的第一台星上原子钟产品在工作中经常信号突跳，精度很差。谢军自己的专业也不是研究原子钟的，他只能泡在一线上，和研制原子钟的专家一起分析问题，想方设法攻克难关，三年之后，他们跨过了原子钟这道坎。
北斗卫星目前使用的原子钟授时精度相当于300万年仅有1秒的误差，达到了国际一流水平。
“为国家的重大工程贡献力量
一定要把本职工作干好”
在完成北斗二号系统建设后，谢军开始担任北斗三号工程副总设计师、北斗三号导航卫星首席总设计师。这期间，谢军长期连续工作，三次晕倒在卫星发射现场，每一次醒来后，他都立即赶回岗位。
谢军回忆，“有一年除夕我们就在单位，大家在食堂吃饺子，吃着吃着就没人了，马上又回去测试了。”
谢军：那个过程感觉不轻松，但是大家感觉到能为国家的重大工程贡献一份力量，一定要把本职工作干好。
2020年6月23日，北斗三号最后一颗组网卫星顺利升空，北斗全球组网就此完成。北斗三号卫星所有单机的国产化率从80%提高到了100%，这使得中国成为继美国、俄罗斯之后，世界上第三个拥有全球卫星导航系统的国家。
同时，谢军和团队启动了下一代北斗系统建设发展体系的论证，开始了关键技术攻关，到2035年之前，他们要设计构建一个以北斗系统为核心的国家综合授时导航定位体系。
谢军：现在基本上是地表以及地表上空1000公里的范围内让用户得到很好的导航定位授时服务，下一个系统要解决更高的空间。从定位的精度上，要解决像现在大家都在期望的自动驾驶等厘米级的导航需求。
