中欧导航卫星黄金频率之争：伽利略上天两年未开通，北斗升空遇强电磁干扰

第一次海湾战争，美国带着欧洲兄弟用空中力量降维打击伊拉克，美国大兵没有冲锋陷阵就决定了战争的胜负，令人相当震撼。这个过程中，最亮眼的当属两枚美国战斧导弹，一前一后飞向伊拉克的发电厂，在飞行数百公里外后，第一枚战斧导弹炸开墙体，第二枚战斧导弹从破洞中飞进去炸毁发电厂，技惊全球，一个新名词就此诞生“外科手术式打击”。

到了第二次海湾战争期间，更是惊人，出现了导弹顺着新闻大楼通风口一直钻下去的高精度袭击场景。

这是划时代的精确制导武器，为其提供关键技术支持的是GPS。俄罗斯很紧张，即便穷得叮当响，也要勒紧裤腰带完善其格洛纳斯系统，中国其实也很紧张，赶紧立项，但一没技术二没资金，最后无奈地表示以后再说。

唯有欧洲异常嚣张跋扈和兴奋，时不时地喊出：“注意你的态度，我们大哥有GPS。”欧洲在很长的一段时间里面认为，美国有了就算他们有了。这种观点一直到科索沃战争才被击碎。欧洲国家跟着美国轰炸南联盟，但美国的GPS系统只对自家开放军用级的高精度定位，给欧洲盟国开放的是民用级定位精度，结果是美军一炸一个准，欧洲国家投弹至少偏十多米。‘

欧洲国家提出抗议，说：“这是区别对待”。美国没有理睬，回复：“爱用不用，不用拉倒。”这让欧洲人的自尊受到极大伤害，在经过5年的准备后，欧洲于千禧年前正式立项伽利略全球卫星导航定位系统计划。

伽利略计划的投资预算为36亿欧元，由30颗卫星组成，分布在高度为2.4万公里的3个轨道，提供误差不超过一米的全球精确定位服务。

这下轮到美国人着急了，赶紧表示：“我们有了就相当于你们有了，不要再花冤枉钱了。”美国立刻撤销对GPS的限制和干扰，将民用定位精度由原来的百米量级提高到了十米量级。欧洲挨过一次打，知道空口无凭，坚定不移地推动自己的计划，但欧洲在伽利略项目上也有局限性，最大的问题是资金不足。

在德国总统施罗德和法国总统希拉克推动下，欧盟主动递来橄榄枝，邀请中国入伙。背后原因除了拉赞助，还有是中国广阔的市场前景，上亿的手机用户和飞速增长的汽车数量，这些都是伽利略计划的潜在客户。

中国这边早就有心发展全球定位系统，我们在这上面已经三次受辱：

一次是银河号事件，美国污蔑这艘驶往伊朗的中国货轮上装载了制造大规模杀伤性武器的原材料，要求登船检查，被拒绝后切断GPS信号，让银河号在海上找不到方向，被困33天，无奈接受了第三方的检查；

第二次是台海危机，台湾省领导人李登辉不承认一个中国的原则，发表“两国论”的讲话，中国决定举行军事演习对其进行震慑。

军演当日，美国海军的企业号、尼米兹号两大航母战斗群悍然闯入台湾海峡北部区域，咄咄逼人。解放军海空部队迎刃而上，进行实弹演习，并向东海目标海域发射了3枚东风导弹，但除了第一枚准确命中外，第二和第三枚导弹在飞行过程中遭遇GPS信号异常中断现象，导弹犹如无头苍蝇在天上乱飞后坠海，最终的弹着点大大偏离了原定的落点范围，让中国陷入被动。

第三次是美国B-2轰炸机在GPS导航指引下，投射空地导弹袭击中国驻南斯拉夫联盟大使馆。面对抗议，美国简单地以“误炸”来搪塞和敷衍。

其实中国早在90年代中期就对北斗导航实验卫星系统进行了立项，只是苦于技术的限制，迟迟无法突破。

欧盟找上中国时，中国已经加入WTO，经济迅速发展，手里握有4000亿美元的外汇储备。欧洲出技术，中国出资金，双剑合璧，属于各取所需，双方一拍即合。

中国科技部与欧盟能源交通总司在北京签署了合作协议，议定双方在伽利略计划实施过程中的广泛合作，覆盖了卫星制造、发射、无线电传播、地面接收等全过程。

为了加入这个计划，中国做出了很大的让步，表现出十足的诚意，为了平息欧盟内部的反对声音，中国的参与程度有限，仅相当于欧盟国家中的一个，但在资金方面，中国却负担了一大半。

知道中欧共同推进该项目后，美国很生气，警告欧洲：“欧洲若允许中国在军事领域使用伽利略系统，美方将摧毁伽利略导航卫星。”欧洲国家没有理睬美国的警告，因为无论欧盟还是中国，发展全球定位系统的目的，最大用途就是在军事上，民用为其次。

可惜好景不长，签约仅一年后，德国总统施罗德和法国总统希拉克都卸任，默克尔和萨科齐上位，这两人都非常亲美，将美国视为欧洲的安全支柱。两位新总统和美国国务卿赖斯一番详谈后，中欧伽利略项目成为第一个撕裂点。

欧盟禁止中国接触伽利略项目的任何硬件和软件研发和制造，中国在伽利略项目的影响力和参于程度直线下滑，甚至比不上没有出一分钱的日本和印度。

中国提出抗议，欧盟义正言辞地告诉我们：“这么做是为了保护知识产权，你们只是技术上被排除在这个项目以外，但我们可以保留你们后续的使用权。对了，现在你们需要缴纳第二阶段的资金了。”

见过无耻的，但没见过这么无耻的。

欧盟的言外之意是，资金方面，你该出的要出，不该出的也要出，但在技术上，就什么都不要想了，以后可以让你们租用，但该交钱还是要交钱。这完全是把中国当“冤大头”，好比我们出钱让欧盟修了一栋楼，所有权还不是我们的，我们想入住，还得定时向欧盟交纳租金。

欺人太甚，是可忍孰不可忍，中国以欧盟违反白纸黑字签订的协议为由，愤而退出了伽利略项目并要求欧盟退款。这个时候，欧盟居然不顾颜面地表示“资金已全部投入研发”，拒绝退款，最终中国投入的2.3亿欧元几乎全部打了水漂。

历史再一次证明，科技发展没有捷径可以走，中国决心自主研发。当时中国在技术上遇到的最大问题有两个：一个是信号快速捕捉，一个是定位精度。

前者涉及地面接收，如何把太空中的卫星信号快速捕捉。在这方面，国内十几家单位、几十位知名专家早在10年前就开始研发，但一直没能攻破。

天地之间充斥着大量的繁杂信号，天上那么多颗卫星，地面那么多的广播站，还有来自宇宙深处的电磁波，尤其是美国为了独霸太空，有一段时间启动了对太空的全面电磁干扰，不让其他国家有机会染指。

这么多的杂音中，我们需要分辨出哪一个是李逵还是李贵。当时这些专家使用的方法是传统的先降噪，然后被动接收信号的方式，进行识别。能不能做到？当然可以，但卫星信号稍瞬即逝，没时间等你慢慢处理。这就好比你站在第一排，在闹哄哄的教室里和最后一排的同学说话，为了确保他能听到，你要想办法让其他人都不说话，但你让所有人闭嘴或消停后，都猴年马月了。

当时还在读博士的王飞雪听到这个消息后，认为应该是主动提前识别和排除，而不是被动接收信号。他从数字信号的传播中受到启发，另辟蹊径，

认为可通过卫星信号不同的特征进行提前识别和捕捉，就像数字信号由0和1组成，传播过程中受到干扰，但干扰再厉害，也不可能让数字信号中的0超过0.5，1小于0.5，因此只要把小于0.5的数字修正为0，大于0.5的数字修正为1，信号就恢复如初。

王飞雪和几个同伴按这个思路夜以继日的奋战了好多天，写出一个新算法，交给导师庄钊文。庄钊文在计算验证后眼前一亮，认为有的搞，但当他把方案提到专家会上时，遭到几乎一边倒的质疑声： “多少专家为了这个难题耗费10年时间都没攻克，就几个小年轻随便搞出一个算法就能解决？这简直是胡闹啊。”

不少专家看都不看就宣判这个方案的死刑，庄钊文面对四面八方而来的群嘲，无力反驳，但他没死心，干脆带着这几个年轻人去找陈芳允，中国北斗一代系统的总设计师。

陈芳允看后，说：“现在开始你们需要用实验来证明你们在纸笔间得出的这个结论。” 陈芳允划拨给王飞雪4万块的实验经费和一台台式计算机，庄钊文把学校一个十平方米的仓库改造成实验室。

王飞雪带着团队从电路、芯片的设计开始，逐步将算法变成实际的电子元件，造出成品，又经历了一次又一次的失败和调试后，终于在一次开机后，设备成功捕捉到一个卫星信号。所有人屏住呼吸，关机开机再来一次，确认再次捕捉到信号后，大家疯了一般的庆祝。他们成功了，这一天距离他们搬进这间仓库已经过去整整三年多了。

庄钊文带着王飞雪和几个同学又一次找到陈芳允，当着陈芳允和20多个专家的面打开显示器，当脉冲闪耀，信号捕捉成功的一刻，在场的专家们全体起身鼓掌。王飞雪从此成为中国导航系统里捕捉星星的人。

卫星导航的另外一个难题——定位精度。卫星定位靠多个系统在几十甚至几百公里的高空协作，范围则是几万公里，任何一个动作或步骤差了一点点，都会是失之毫厘，谬以千里。仅0.01秒的偏差都会导致上千公里的定位误差，所以导航卫星的同步精度需要精确到纳秒级，比电信号传输的延时还要小很多。

唯一能做到这种高稳定基准信号的装置，只有星载原子钟，它是导航卫星的“心脏”。当时我们在这一块完全是空白，因此即便决定自研卫星导航系统，但在原子钟这一块还是决定外购。

之前我们一直向美国购买的，等到提出意向后，美国说低精度的可以出售，高精度的你们就别想了。东方不亮西方亮，生产这种高精度原子钟的还有瑞士一家公司，中国转头向瑞士公司采购，价格很快就谈拢了。

这个时候，欧盟站出来，禁止这家瑞士公司向中国出售高精度原子钟，理由是不能保证中国不用于军用，所以涉及国家安全。欧盟私下说：“没有我们，中国永远也别想开发成功卫星导航系统，最后还不是要乖乖回来掏钱。”

中国组织了中科院武汉物理与数学研究所、航天科技集团空间技术研究院、航天科工集团二院 203 所等单位对星载原子钟关键技术进行攻关，但大家连原子钟的原理是什么都一无所知，而不是没搞懂。

钱学森这个时候出来了，他用笔在一张纸上勾勾画画，交给学生，也是北斗系统工程总设计师的孙家栋，说：“原子钟的原理应该是这样，主要涉及量子力学、电学、热学以及光学，你们照着这个方向去研究。”

国之重器就是非同一般，孙家栋按照钱学森先生指明的方向深入研究，把科研人员分成3个小组，24小时不间断连轴转的研究、实验和调试，真的搞出来了。2005年，我国成功研发出先进的星载铷原子钟，3000万年才会偏差1秒，比国外现行的更加先进。

这个时候，中国的导航卫星已经是万事俱备，只剩最后的卫星频率之争了。太空频率遵循先到先得的原则，与人口、国家大小无关，美俄在太空科技上领先全球，已占据了80%的黄金频率资源，北斗与伽利略竞争的是那最后剩余的20%。

当时，伽利略系统在技术储备和项目进展方面均优于北斗系统。零五年的时候，伽利略首颗试验卫星抢先成功入轨，这时候欧盟只需开通就能抢占该黄金频率，但开通频率的前提是需要向联合国缴纳一笔资金。太空轨道和频率属于全人类的资源，任何一个国家拿过去使用，都要向联合国交钱。

好消息是伽利略项目没钱了，而在欧盟申请新的费用流程繁琐，需要多个国家聚到一起，坐下来喝咖啡开会，然后举手表决。欧盟有多拖拉，居然耗时两年都没能开通频率，让卫星在上面瞎转了两年。

零七年四月，中国成功将北斗二号导航系统的首颗卫星发射升空。欧盟急了，担心中国后发而先至，抢占黄金频率，请求美国干扰中国的卫星信号。在那一段时间里，中国的卫星信号时有时无，若隐若现。

危急关头，王飞雪带着团队疯狂敲击键盘，重新编写抗干扰代码，创造性地提出“频率跳变+自适应滤波”相结合的技术路线，让北斗系统能够实时识别、动态屏蔽干扰信号。

中国航天人被逼出了一身的才华，这套新方案紧急部署后，奇迹发生了，指令接收成功率飙升至百分之百，北斗卫星的抗干扰能力提升了三个数量级，相当于增强了1000倍。

北斗卫星频率开通，频率占用费缴纳，中国成功从欧盟嘴里虎口夺食，抢到该黄金频率。

这是中国的完美复仇，欧洲伽利略系统傻眼了，起了个大早，赶了一个晚集。他们的技术设计全部是基于此频率完成，无法修改。欧盟喊话中国，要求中国北斗系统更换频段。中国说：“根据国际电联‘先占先得’的原则，我们没有让出频率的义务。”

欧盟找到美国，希望美国出面向中国索回频率。美国直接拒绝了，因为中国铁定不会给美国面子。美国不仅未予支持，还警告欧盟，遵守联合国规定，不要强行启用伽利略系统，争夺频率。美国担心欧盟不守规则，开了一个不好的头，其他国家也会乱来。

欧盟没法，多次派遣欧洲航天局代表团赴北京协商。最终，在欧盟主动向中国示好并在经贸合作上作出一定让步后，中国才松口，同意在不影响北斗系统运行的前提下与欧盟共享频率资源。

欧洲伽利略那边解决了频率问题，开始继续捣鼓，而中国这边的北斗卫星是开足马力，一个接一个不停地打上天，甚至玩起了一箭双星。中国的快节奏把欧洲搞急眼了，又跑去找美国，要求美国给中国施压，放慢脚步等等欧洲人民。

距离伽利略第一颗卫星上天11年后，整个伽利略系统才成功上线，然而仅一个月，组网的卫星原子钟就出现大规模故障，有意思的是这些原子钟是美国免费赠送欧盟的。三年后伽利略系统出现大面积瘫痪，22颗卫星全部无法使用，5天后才自动恢复。

在欧洲伽利略计划还在不断出错的过程中， 中国的北斗已经被全球认可，俄罗斯和美国都宣布兼容北斗。同时中国对北斗的安全性玩出新花样，我们的技术可在战时切换到和GPS同样的频率，让美军不敢干扰，否则GPS和北斗都停摆，谁别想用了。

如今的北斗系统已成为美军的定位备份，在全球一百多个国家使用，无论功能和先进程度都已经超过GPS。