王中耀
本篇故事根据真实人物和真实事件改编。
北斗卫星导航系统是我国自主建设运行的全球卫星导航系统。
1994 年，我国正式启动北斗一号系统工程建设。
2020年6月23日，北斗三号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心点火升空。
北斗卫星导航系统建设的背后，是8 万多名科研人员、300多家单位长达20多年的披荆斩棘，凝聚着一个国家用航天科技造福人类的梦想。
本集编剧：李正虎
1995 年，中国北斗工程立项一年后，依然没有解决困扰专家十年之久的信号“快捕精跟”问题。“快捕”，是从空中无数信号和干扰里尽可能快地捕获到想要的导航信号。“精跟”，是要尽可能精准地跟着导航信号，不让它再次消失。
国防科技大学综合教学楼的阶梯教室内，安然和余有维站在讲台下，疑惑地看向在黑板前用粉笔写着复杂公式的王中耀。
王中耀：这就好像在茫茫大海里找出一滴水，还要一直跟着这滴水。
余有维：王中耀，你大半夜的给我们看北斗导航信号“快捕精跟”的演算公式？
安然：我说王中耀，你眼光挺辣的。怎么？制约北斗工程的瓶颈，你有解决方案了？
王中耀写完最后一行公式，把粉笔扔进讲台上的粉笔盒里，回头看向安然和余有维，说：我的演算结果跟北斗工程专家组的演算结果一样。这条路肯定走不通。美国的GPS 采用的是“四星定位”，也就是说在地球上任何一个观测点都可以观测到四颗以上的卫星。
但是我们国家起步晚，底子薄，采用的是“双星定位”。如果还是走老路，肯定赶不上人家。
安然：王中耀，你想做什么？
王中耀：咱们系，安然，你的专业成绩最好；有维，你的动手能力最强。
安然：你到底想干什么？
王中耀：我想解决北斗卫星信号的“快捕精跟”难题。
余有维：咱们国家花了十年时间，都没有攻克这个难题。他们遇到的问题，我们也会遇到。
王中耀：我只知道一点，如果地面基站接收到的北斗信号永远是延迟和不精准的，那么北斗工程就是一纸空谈。前辈没有走完的路，我们这一辈人绝对不能袖手旁观，你们说呢？
听了王中耀的话，安然和余有维陷入沉思。许久之后，余有维率先打破沉默：那你有什么具体方案吗？
安然：哪怕是天方夜谭，先说来听听。
王中耀：全数字化快速捕获与信号接收技术方案。
安然和余有维听到王中耀提出的方案，露出了兴奋的神情。
一份装订整齐的课题研发报告放在庄钊文教授的办公桌上，课题名称是“全数字化快速捕获与信号接收技术方案”。庄钊文拿起文件翻阅，不时看向站在自己面前的王中耀、安然和余有维，说：美国和俄罗斯走的都是模拟信号的路，中科院的专家组走的也是这条路。而且数字信号处理往往涉及复杂的算法，甚至需要专门的数字信号处理器。相同的效果，模拟信号比数字信号处理更简单。
王中耀：庄教授，相同条件下，模拟方案比数字化方案接收到的信号要弱很多，而且模拟信号的元器件灵活性比较差。
安然：没错，这就相当于只给你一个算盘，让你去做数学研究。
余有维：而数字化，就是把算盘换成计算机，可以做很多数字编程，有许多灵活的操作方式。
王中耀：所以庄教授，为什么不能“两条腿走路”，让我们试试呢？而且美国的GPS 已经组网完成，我们必须另辟蹊径，才可能“弯道超车”！
庄钊文看着王中耀、安然和余有维眼神中闪烁的光芒，对这三个学生的干劲，他是赞赏的，但提醒道：就算你们能说服我，凭什么说服北斗导航研发系统的专家组？
坐在办公室一角的郭桂荣主任端着茶杯站起来，微笑着看向王中耀等人，说：庄教授，这你还不懂吗？连你都不信他们，北京的专家组怎么会信他们呢？
庄钊文沉思片刻后说：全数字化方案的难点在于，以前没人做过，美国人都不敢做，你们的每一步都是摸石头过河。（话锋一转）到了北京，你们可别给学校丢脸。
北京中科院“关于全数字化快速捕获与信号接收技术方案专家听证会”上，陈芳允教授：北斗工程是事关国家安全和经济发展战略的重大科研项目，可不是你们的博士论文课题。
一排专家正襟危坐，陈芳允坐在中间，庄钊文和郭桂荣也在列，王中耀、安然和余有维三人坐在众专家对面。
陈芳允：我们专家组在模拟信号这条路上深耕十年，都没有攻克这个技术难题，你们三个年轻人能行？
面对专家们质疑的目光，王中耀看了看安然，说：陈院士，您好！北斗导航研发组的各位专家，你们好！专家组研究了十年没有攻克这个技术难题，有很多客观因素，比如时间、经费，还有方向上的问题。
专家们纷纷翻阅面前的方案文件，有几位忍不住交头接耳。
教授甲：全数字信号处理技术是一门新学科，我们的导航工程刚起步，就想一步登天？
王中耀：我们认为，只要理论上存在可能性，就应该去挑战。
陈芳允：理论上存在可能性的方案有很多，怎么能肯定你们的方案就一定能成功？
王中耀陷入沉思，他知道自己的回答至关重要，甚至决定他们这个方案的生死。所有人都注视着他，庄钊文坐在前排的边角位置，眼神中透着鼓励。王中耀说出了自己的想法：模拟信号处理有两大缺陷，一是信号处理功率损耗大，二是终端设备体积过大。
余有维：全数字信号处理技术的优势在于，一方面可以解决功率损耗的问题，另一方面终端设备体积相应变小，以前笨重、庞大的信号接收终端，可以做到电话机大小。
陈芳允、庄钊文、郭桂荣等人纷纷赞赏地看着眼前的三个年轻人。
陈芳允：全数字化信号处理技术虽然是“新生儿”，但据我所知，这项技术已经取得了长足的进步。我认为，这个方案虽然有些冒险，但这个冒险是值得尝试的。
王中耀、余有维和安然互相看了一眼。
陈芳允：说一下你们的要求。
王中耀：要找到信号检测的最优参数，要做大量的计算，我们需要一套全新的试验设备。
安然：五年时间。
余有维：至少十万元经费。
三人斗志昂扬，等待专家组的最终答复。
陈芳允：你们打算从哪方面展开试验？
王中耀：我们打算提升发射信号的功率。
陈芳允：再具体一点。
王中耀：卫星相当于一面反射镜。信号从地面固定式终端发射到卫星，再反射到北斗工程中心，由此算出定位。所以如果能够大幅提升地面固定式终端发射信号的功率，我相信一定可以捕获清晰的信号。而且全数字化信号处理方案的优势之一，就是用更少的成本，大幅增强发射功率。
陈芳允一边听，一边点头：你的方案，我觉得是可行的。北斗工程是国家项目，你们要全力以赴，拿出成果。
王中耀：是！
陈芳允：你们目前还处于理论阶段，我们只能拨出四万元经费。北斗工程刻不容缓，五年时间太长，我们再资助一台新型计算机。两年时间，就要拿出成果。
王中耀、余有维和安然露出坚定的神色。
王中耀打开灯，照亮了十平方米的实验室，王中耀、余有维互相看了一眼，说干就干，往实验室里搬东西、打扫卫生、组装电脑等器材。
剪成短发的安然背着一台相机走进实验室，将一张作息表贴在墙上。王中耀与余有维面面相觑，有些意外。
安然率先开口：头发剪短了，工作起来方便。
王中耀和余有维都对安然露出了敬佩的眼神。
安然：从今天起，所有人严格遵守作息表的时间安排，吃饭时间控制在5 分钟内，睡觉不能超过6 个小时，一周洗两次澡，洗澡时间10 分钟。
王中耀和余有维异口同声：收到。
三人在实验室忙碌了很久，终于做好了准备工作。一块黑板占据了整面墙，用于计算，486 电脑占据了房间的1/4，房间东西虽多，却不失整洁。阳光透过半地下室的小窗户照了进来，地方虽小，但是充满了三人对未来的期望。房间中央的折叠小方桌上，每人面前的饭盒里泡着方便面，大家大口吃着。
安然：王中耀，你有没有想过，如果我们陪着你干了两年，最后咱们失败了呢？
余有维放下泡面，看向王中耀。
王中耀：咱们走的是一条没人走过的路，而且没有人知道终点在哪里。有人会说你这个方法不行，过去人家不是这么做的，我就会问自己，为什么不能这么做？我现在不去做，将来一定会后悔。但是说实话，我也没有100% 的把握一定能成功。（王中耀动情地看着余有维和安然）我决心已定，你们还可以再选择。
余有维和安然被王中耀的话感染，眼里闪烁着光，他们异口同声：不用选了！
实验室窗外，花开花落，四季轮回。
王中耀和安然在黑板上演算，余有维在手绘集成电路板。
深夜，王中耀算完手里的数据，拍了一下睡觉的余有维，余有维立马起来，接着算王中耀的数据。
示波器上曲线没动，意味着王中耀等人没有捕捉到信号。
王中耀：有维，是不是你那边的终端调试问题？
余有维：我这边一切正常，没有问题。
安然调试信号接收设备，说：我这边也一切正常。
王中耀：咱们再试一遍。有维，我们再检查一遍设备，是不是哪里的细节被忽略了？
余有维：不可能，我这边检查过很多遍了，不可能出错。
安然听着他们的对话，陷入了沉思。
月明星稀，安然的相机依旧放在原来的位置，长焦镜头对着星空，不时地拍照。王中耀和安然在操场上一边跑步一边讨论问题，余有维远远地跟在后面。
安然：你的方案，我研究过很多遍。我发现最关键的问题还没有解决，所以我们才一直接收不到信号。
王中耀：什么问题还没有解决？
安然：卫星距离我们几万公里，我们要想接收到信号，就相当于一个人在几百公里外喊一嗓子，你说我们能听到吗？
余有维喘着粗气远远地跟在安然和王中耀的身后，听不清安然说的话，大喊：你们跑慢点，我听不清你们说什么。
王中耀陷入思考。安然停下脚步，喘着粗气，喝了一口水，说：所以，加大喊的音量是没有意义的。中耀，你的方向走错了。
余有维喘着粗气，借着手电筒的光看了看随身携带的草稿，说：我同意安然的看法。
三人回到实验室，安然站在黑板前画了一个大的圆代表地球，地球上画了一个雷达样子的物体，地球的上方则画了一幅卫星示意图。安然一边比画一边讲解：我们应该变换思路，既然无论怎样加大音量都听不到，为什么不能提高耳朵的灵敏度呢？所以，我们要做的应该是造一个灵敏的耳朵。
说到这里，安然用手指着黑板上的雷达。
余有维一边思考一边自言自语：可是我们怎么造这个超级灵敏的耳朵呢？
安然按下相机的快门，计时器开始转动，安然说：这就是答案。
王中耀不明白安然的意思，看向相机。安然将自己拍摄的星空照片，根据不同的曝光程度，依次贴在黑板上，问：从这些照片中，你们看出了什么？
王中耀：这些照片的明暗不一样。
安然：对，这是因为曝光时间不同。
王中耀还是不懂。
安然：答案就是延长曝光时间。
王中耀：什么曝光时间？
余有维：就是底片接收光的时间长短，时间越长，照片越亮。
三人再次来到操场上，安然举起相机给思考中的王中耀拍了一张照片，递给他，说：这就是在很暗的光线下，我拍的你。
照片黑乎乎的，王中耀：如果光线很暗的话，就什么也拍不出来。
安然把相机装在三脚架上，按下快门，计时器开始转动。计时结束，咔的一声，安然又拍了一张照片，照片上清楚地显示王中耀正在思考，他后面的余有维因为一直在演算，所以整个人都虚了。
安然：这是我延长了3 秒曝光时间，拍下的你们。
余有维：所以拿着相机一直对着星星，才能拍到满天繁星。
王中耀听着安然的话，看着两张照片，思索着：曝光时间就等于卫星接收信号的时间，那么（抬头看向安然）增加地面设备接收信号的时间，就能清晰地捕捉到信号，对吗？
余有维：没错！
三人兴奋地看着彼此，欢呼起来。
大年三十，电视里播放着春节联欢晚会，王中耀、余有维、安然一起吃着湖南特色蒸菜，然而余有维和安然手里没闲着，还拿着纸写写算算，王中耀有点感动。这时，余有维抬起头，把手里的草稿递给王中耀，说：中耀，你用这组数据再去电脑里跑一下，之前的问题就应该解决了。
王中耀接过草稿，答道：好！
1997 年8 月4 日，余有维调试完信号终端设备，按下接收信号的按钮，拿起对讲机：中耀，我这边准备好了。你那边信号怎么样？
王中耀戴着耳机，盯着示波器。安然在旁边调试实验室内接收信号的终端设备。示波器屏幕上，卫星传送来的信号若隐若现，王中耀：有维，我们接收到信号了！
然而很快，信号又消失了。王中耀：等一下，又没了！有维，你那边调试怎么样？为什么信号又没了？
余有维检查完信号接收器，说：中耀，我们的信号跟丢了。
王中耀沉默了片刻，说：我们再试一遍。有维，再试一遍。
第二天，三人忐忑不安地接待了北斗系统专家组，他们一起围在显示屏前等待脉冲信号的出现。墙上的时钟从下午2 点走到下午3 点，脉冲信号没有出现，屏幕始终漆黑一片。
陈芳允与众专家纷纷失望地走出实验室。庄钊文看了他们三人一眼，拍了拍王中耀的肩膀，一句话也没说，转身离开了。
王中耀敲响庄钊文办公室的门，然而没有人应答，于是拨通庄钊文的电话：喂，庄教授，是我，中耀。“快捕精跟”，我们解决了“快捕”的问题，请再给我们一年的时间，我相信我们一定可以解决“精跟”的问题。
庄钊文：有维刚才已经找过我了，你们现在可以捕获信号，但捕获的信号会再次丢失，你们有解决方案了吗？
王中耀沉默。
庄钊文：我会去和专家组沟通，为你们争取时间，但你们没有具体的解决方案，我也没有十足的把握。
王中耀继续沉默。
庄钊文：中耀，科研总会失败，你不要气馁。
王中耀：是！
王中耀、余有维、安然围坐在一个小桌边，桌上摆满了装着食堂饭菜的铝制饭盒。三人面前摆着的茶缸里盛着白酒，但是三人谁都没有动。
王中耀：这么特殊的日子，咱们唱首歌吧——送战友，踏征程。默默无语两眼泪，耳边响起驼铃声……
这时，王中耀的手机屏幕亮了，屏幕上是庄钊文发来的短信：正式通知，解散实验室。
王中耀唱不下去了，把杯中酒一饮而尽，说：我们失败了，但我不后悔。我觉得我们只走了一半，这条路应该能走通，只是时间短了。
三人沉默了一会儿，余有维突然开始继续唱《驼铃》，安然见状，也加入进来。王中耀看着两人，眼眶湿润，急忙转过头，目光落在墙上的挂历上，挂历上是八达岭长城。
王中耀：我们去看看长城吧，就算我们迟来的毕业旅行。
北京郊外一辆出租车上，北京司机操着纯正的北京话，侃侃而谈：说实话，长城就一景点，拍拍照片，爬个乐呵。千万别较劲，非要爬完，就算你不累死，也得累个半死。凡事一较劲，就没意思了，您说对不对？
司机自顾自说着，三人面无表情，气氛凝重。王中耀看着窗外的景色，说：师傅，你走错路了。
余有维赶紧掏出地图查看，安然凑到余有维旁边看地图。
司机：去八达岭，我闭着眼都能开，不可能错。
余有维：错了。刚才的路口，你应该右拐。
司机：我跟你们说，中午之前，我一定把你们送到！
是晚，王中耀、余有维和安然三人夜爬长城。余有维累得停下脚步，索性坐在台阶上喘着粗气。安然和王中耀仰望着满天繁星。
安然：这片星空有上百颗卫星在运转，它们能以7.9 公里/ 秒的速度绕地球飞行，然而我们却只能停在原地，一动也动不了。
王中耀失落又感伤：如果那辆出租车上安装了北斗导航系统，师傅就不会走错路，我们也不会半夜才爬上长城。
安然：中耀，你的热情，我佩服。但是我一直告诉自己做事要冷静。
王中耀：你说得没错。但我觉得爱因斯坦发表相对论的时候，一定是不冷静的，你说呢？
余有维转了话题：我们拍张合照吧。
安然把相机架在城墙上，三人站在相机前。
余有维：都不能动啊，要不然就虚了。
闪光灯闪过，照片上满天繁星为背景，余有维和安然都因动了一下而变成了虚像。
国防科技大学宿舍内，王中耀戴着近视眼镜躺在**，手举手电筒。上铺床板下、一侧墙壁上贴满了剪报，全是关于北斗信号的新闻报道和王中耀的笔记：1970 年，灯塔计划。1983 年，陈芳允教授提出双星定位构想。1989 年，双星快速导航定位通信系统演示试验顺利完成。1993 年，进一步双星定位系统试验成功。1994 年，双星导航定位系统工程正式启动，命名为“北斗工程”。1995 年，国家投入研发十年的“快捕精跟”遇到瓶颈。
王中耀心中郁闷，索性来到操场上奋力奔跑着。突然，他停下了，双手撑着膝盖，目视前方教学楼墙体上的“求实”“奉献”两个词。王中耀猛地转身奔向实验室，推开实验室的门，拉开电灯开关。实验室内的设备已经被清空了，只剩下安然在黑板上贴的星空照片。
王中耀一张接一张地揭下照片，回忆着那晚在长城上，安然说“这片星空有上百颗卫星在运转，它们能以7.9 公里/ 秒的速度绕地球飞行，然而我们却只能停在原地，一动也动不了”，余有维说“都不能动啊，要不然就虚了”，王中耀灵光乍现：一动就虚了……王中耀顺着楼梯奔跑，同时拿起手机拨打余有维的手机号：有维，我找到问题在哪里了。快回来，再帮我一次！通知安然，快！
好不容易等到下了课的庄钊文教授，王中耀：庄教授，我还想再争取一下。
庄钊文：不用争取了。
王中耀：科研总会失败。如果失败了就倒下，那还是真正的科研人吗？
庄钊文：我说不用争取了，意思是——王中耀打断庄钊文的话：庄教授，我找到解决“精跟”的方法了！这下“快捕精跟”
的问题，我们彻底解决了！这就好像拍照片，如果人一直站着不动，当然不会虚。但是卫星绕地球高速运行，当然会虚。我的意思是，如果我们用先验信息，提前计算好卫星的运动，只要相对运动是静止的，我们就能清晰地捕捉信号。一年，只要再给我们一年时间，我们一定能够攻克难题。
庄钊文笑着看向王中耀，说：你们的试验资料，我都看过了。你刚才说的，我都听明白了。只要信号捕捉端能够跟着卫星的运动去接收信号，信号就不会虚。
王中耀使劲点头。
庄钊文：所以学校决定拿出60 万元经费继续支持你们。
王中耀：真的？
庄钊文：当然是真的。不过我有句话要送给你们，希望你们时刻谨记——你们不只是捕捉北斗信号，还代表我们这一代人坚持不懈的科研精神。
王中耀立即回答：是！
实验室的门被推开，余有维和安然拿着行李出现在实验室的门口。
余有维：说吧，你这次的解决方案是什么？
王中耀兴奋地看着自己的两位战友。
1998 年夏，北京中科院星地对接现场，一群专家眉头紧皱，余有维与安然脸上透着紧张。
余有维：还没收到卫星信号，咱们不会哪里算错了吧？
安然：咱们做了那么多次论证试验，一定没问题的。
王中耀站在两人中间，面无表情，他背在身后的右手，不停地摁动圆珠笔的笔帽，发出有节奏的声音。
时间一秒一秒地过去，每一秒都是如此漫长，然而信号没有如期而至。实验室的门打开了，一个专家走了出去，又一个专家走了出去，就在80 多岁的陈芳允准备转身走出去的时候，嘀嗒、嘀嗒、嘀嗒……
王中耀眉头一皱，停下手中的动作，意识到不是圆珠笔发出的声音，而是脉冲信号出现了，满头白发的陈芳允站住了，走出去的专家又走了回来。试验成功了，专家们纷纷鼓掌，王中耀、安然、余有维向专家们敬礼。
1998 年秋，长城最高点，王中耀搂着余有维和安然，抬头望着北斗七星。
余有维：我们解决了信号的“快捕精跟”问题，接下来做什么？
王中耀：继续研究北斗工程，我们的北斗之路才刚刚开始！
安然：你说未来我们建成了北斗导航系统，世界会变成什么样？
余有维：我们的船舶再也不会在海上迷路。
王中耀：我觉得也许未来人手一个导航定位器，无论到哪里都不会迷路。而且用导航定位器可以呼叫出租车，司机再也不会迷路了。