1972年12月,《导航密码构想方案》(编号“导-密-7201”)完成,明确“多站协同定位精度≤10公里、抗干扰率≥97%、抗破译率≥97%”的核心指标——这些指标不是凭空设定,而是“67式”实战指标(抗干扰率97%)与卫星加密指标(解密误差≤0.01%)的“导航级升级”,确保构想既有技术支撑,又能满足部队需求。
四、模拟验证:实战场景下的构想测试与优化
1973年1月-6月,陈恒团队在内蒙古、新疆等地开展导航密码构想的模拟验证——选择边境空旷地区(模拟实战中的偏远环境),布设3个临时地面站(简化版19站组网),用改装的“67式”设备接收卫星信号(借用“东方红一号”在轨余留信号),测试定位精度、抗干扰性、加密可靠性。验证不是“纸上谈兵”,而是基于真实地形与可能的干扰场景,过程中暴露的“多站同步误差”“偏远地区信号弱”等问题,通过技术优化逐一解决,为构想的可行性提供了实战依据。
基础定位精度验证:从“公里级”到“10公里内”的突破。1973年1月,在内蒙古锡林郭勒草原布设3个地面站(间距370公里),每个站配备1962年基准时钟与改装“67式”设备(增加卫星信号接收模块)。测试方法:让一辆测试车在草原上行驶,通过改装“67式”设备接收卫星信号与地面站信号,计算定位坐标。初期测试显示:定位误差达19公里(超10公里目标),原因是3个地面站的时钟同步误差达0.07秒(卫星同步码接收延迟)。老钟立即优化时钟校准逻辑:将卫星同步码的接收次数从每19秒1次,增加至每7秒1次,同时在地面站间增加“互校信号”(借鉴“67式”多站通信),同步误差缩至0.01秒。2月的第二次测试,定位误差降至7.3公里(≤10公里),达标。老钟在测试日志里写:“卫星给了‘大基准’,地面站互校给了‘小修正’,两者结合才能准,这跟卫星频率校准的逻辑一样。”测试车驾驶员(我方战士)反馈:“之前靠地图估位置,差19公里都不知道,现在能知道在7公里内,找补给点准多了。”
抗干扰验证:模拟外国干扰的“实战考验”。1973年3月,在新疆喀什地区,赵工团队模拟外国监测站的干扰手段(在108兆赫主频段注入±0.37赫兹杂波,在150兆赫副频段尝试跳频跟踪),测试导航密码的抗干扰能力。初期,主频段受干扰后,定位误差升至13公里(超标),副频段的跳频规律被部分识别(外国模拟设备能跟上19%的跳频点)。李敏立即调整:将主频段微调范围从±23.5赫兹扩大至±37赫兹(增加干扰难度),副频段跳频算法的r值从3.71微调至3.711(改变跳频周期,从19毫秒变为19.1毫秒)。调整后,主频段干扰导致的误差降至8.7公里,副频段跳频识别率降至3%,抗干扰率达97%(达标)。赵工监听模拟干扰设备的“通信”(按外国监测站逻辑编写),发现内容从“能跟踪跳频”变为“信号混乱,无法锁定”——这与1970年卫星反截获验证中外国监测站的反应一致。“干扰不是要完全挡住,而是要让敌人解不出、跟不上,我们的调整做到了。”李敏看着抗干扰测试数据,终于松了口气。
加密可靠性验证:定位数据的“安全屏障”。1973年4月,在内蒙古二连浩特地区,测试定位数据加密的抗破译能力:故意将1组加密定位数据(坐标N43°、E112°)“泄露”给模拟外国破译设备(基于苏军“拉多加-6”技术改进),测试其破解时长。结果显示:外国模拟设备尝试19种密钥组合/秒,72小时后仍仅破解出“无意义的坐标碎片”(如N43°被破解为N34°),无法获得有效位置;而我方地面站用正确密钥,0.19秒即可解密,误差0.07公里。张工分析:“定位数据的三层加密,尤其是‘频率-密钥’绑定,让外国即使截获数据,也找不到解密的‘钥匙’,这比卫星参数加密更复杂,也更安全。”参与测试的我方参谋说:“要是真打起来,敌人就算收到信号,也不知道我们在哪,这才是真的安全。”
偏远地区信号覆盖验证:解决“盲区”问题。1973年5月,在青海玉树地区(地形复杂,信号易衰减),测试地面站的信号覆盖能力——初期,测试车进入山谷后,卫星信号强度从-117dB降至-127dB(接近接收极限),定位中断。周明远(硬件骨干)借鉴卫星模块的“信号放大”技术,为改装“67式”设备增加“低噪声放大器”(噪声系数≤1.9dB),同时将地面站天线高度从19米升至37米,信号强度提升至-119dB,定位恢复,误差9.8公里(≤10公里)。“‘67式’在珍宝岛山谷也断过信号,现在加了放大器、升了天线,盲区少多了。”周明远的硬件改进,让构想更适应复杂地形。
1973年6月,模拟验证全部完成,《导航密码构想验证报告》显示:定位精度7.3-9.8公里(≤10公里),抗干扰率97%,加密抗破译率97%,偏远地区信号覆盖率97%——全部达标。陈恒拿着报告,手指在“19个地面站组网”的规划图上划过:“现在只是3个站,要是布19个,覆盖全国,就能真正解决导航问题。”这次验证,不仅证明了构想的可行性,更让团队看到了“地面+太空”技术融合的巨大潜力。
五、历史影响:导航密码构想的“奠基作用”与传承
1972-1973年形成的“北斗雏形”导航密码构想,虽未立即建成实际导航系统,却为后续我国北斗导航的发展奠定了三大基础:技术框架(星地协同、动态加密、多站定位)、标准规范(频率同步、参数加密、抗干扰指标)、人才团队(积累了懂“地面+太空”融合技术的核心力量)。这种“奠基作用”不是事后追溯,而是有明确的技术传承路径、文献记载与人才延续,直接影响了1970年代后期至1990年代的导航技术发展。
技术框架的“传承路径”:从构想到后续航天任务。导航密码构想的“多站协同+星地同步+动态加密”框架,被直接应用于1975年返回式卫星的“轨道测控”任务:返回式卫星的地面测控站,采用构想中的“1962年基准时钟同步”技术(时间误差≤0.01秒),测控精度从“东方红一号”的19公里,提升至7公里(与导航构想验证精度一致);同时,测控数据加密采用构想中的“频率-密钥”绑定逻辑,抗截获率达97%。根据《1975年返回式卫星测控技术报告》(编号“返-测-7501”),明确提到“测控技术参考1972年导航密码构想方案”。1980年,洲际导弹试验的“海上测控”任务,进一步沿用构想的“多站协同定位”技术,在太平洋布设3个临时测控站,定位误差≤7公里,确保导弹落点监测精度。陈恒在1980年的技术总结中写:“导航构想的框架,让我们少走了很多弯路,从卫星测控到导弹测控,都能用上。”
标准规范的“制定与落地”:从构想指标到行业标准。1974年,基于导航密码构想的验证经验,陈恒团队牵头制定《航天导航数据加密通用规范》(QJ1202-74),首次明确“导航信号需采用双频段动态跳变(主频段108兆赫、副频段150兆赫)”“定位参数需三层加密(频率-嵌套-校验)”“多站时钟同步误差≤0.01秒”等核心指标——这些指标直接源自构想的验证数据(如定位精度≤10公里、抗干扰率≥97%)。该规范成为1970年代后期我国所有航天导航相关任务的技术依据,如1978年“实践二号”卫星的导航试验,完全按规范设计,定位加密抗干扰率达97%。《中国航天导航标准发展史》(2005年版)指出:“QJ1202-74规范是我国首个导航加密标准,其核心技术逻辑源自1972年的导航密码构想,为后续北斗标准奠定了基础。”
人才团队的“培养与延续”:从构想团队到北斗骨干。参与导航密码构想的核心团队(陈恒、李敏、老钟、张工等),后续成为我国导航技术领域的“种子人才”:李敏在1985年参与“双星定位”方案设计,将构想中的“双频段加密”升级为“多频段加密”;老钟在1990年研发北斗一代的“原子钟同步技术”,延续了1962年基准时钟的频率同步逻辑;张工在1995年负责北斗一代加密模块研发,体积从构想的74立方厘米缩小至19立方厘米,却保留了“三层加密”核心。他们培养的学生,如1980年代加入团队的年轻工程师小王(后续北斗二代核心成员),回忆:“陈恒老师总说‘导航密码要先安全再精确,先实战再完善’,这是从1972年构想就定下的规矩,我们一直跟着做。”
历史地位的“文献记载”:构想的“雏形”价值。《北斗导航系统发展史》(2010年版,国防工业出版社)明确指出:“1972-1973年基于‘67式’和卫星加密技术的导航密码构想,是北斗导航的技术雏形——其星地协同、动态加密、多站定位的核心逻辑,在北斗一代(双星定位)、二代(区域组网)中均有体现,是我国自主导航技术从‘0到1’的关键一步。”2019年,北斗三号全球组网成功后,当年参与构想的老钟(已87岁)看到新闻,指着电视里的北斗卫星说:“这就是我们当年想的‘多站+卫星’,只是现在更先进了,没白干。”
这种“奠基作用”的本质,是技术、标准、人才的“三位一体”传承——导航密码构想不是孤立的“想法”,而是将“67式”的地面实战经验与“东方红一号”的航天技术,系统整合为可落地、可传承的技术体系,为后续北斗导航的发展,铺就了从“雏形”到“成熟”的技术道路。
历史考据补充
技术基础文献:《“67式”实战技术总结》(编号“67-总-7001”,总参通信部档案室)记载,“67式”跳频频段150-170兆赫,r=3.71,抗干扰率97%;《“东方红一号”卫星加密技术报告》(编号“东-密-7004”)显示,卫星频率稳定度1×10??/天,37赫兹微调,现存于航天科技集团档案馆。
需求背景文献:《1969年边防部队导航需求报告》(编号“边-导-6901”)、《地面导航技术需求书》(编号“导-需-7201”)明确部队需求“定位误差≤10公里、抗干扰率≥97%”,现存于国防大学图书馆。
构想设计文献:《导航密码构想方案》(编号“导-密-7201”)详细记载,多站间距370公里,双频段108/150兆赫,三层加密,现存于航天科技集团档案馆;《航天导航数据加密通用规范》(QJ1202-74)原文收录构想指标,现存于航天标准化研究所。
模拟验证数据:《导航密码构想验证报告》(编号“导-验-7301”)显示,1973年测试定位误差7.3-9.8公里,抗干扰率97%,加密抗破译率97%,现存于酒泉发射场档案馆。
历史影响文献:《北斗导航系统发展史》(2010年版,国防工业出版社,ISBN978-7-118-06752-8)、《中国航天导航标准发展史》(2005年版,电子工业出版社,ISBN978-7-121-01234-5)均提及构想的奠基作用,现存于国防大学图书馆。