北斗3号卫星有多精确 误差超十亿分之一秒都不行

周一有约

潘 晨 本报记者 付毅飞

7月29日，北斗三号第9、第10颗卫星成功发射。任务完成，身为中国航天科技集团五院北斗三号总体主任设计师，刘家兴心里的石头落了地。

扛住压力查缘由，下决心给大家“找麻烦”

回想起一年前，那时的他，眉头可没有这般舒展。

2017年的一个夏夜，刘家兴趴在办公桌上，眉头紧锁，揉着太阳穴，盯着一份报告冥思苦想。

这是一份关于北斗三号第9颗卫星某关键单机测试的异常问题报告，上面显示，在整星测试阶段，该单机的伪码相位一致性指标超出了不到一纳秒。

一纳秒即十亿分之一秒，这是什么概念？在生活中，它没有概念。甚至对于绝大部分高精尖设备而言，它也短暂到可以忽略不计。但对于习惯了“纳秒级”工作的北斗人，这个问题无法容忍。

“单机验收测试的时候结果很好啊，怎么会这样？”查不出原因，刘家兴觉得像脚踩了一根刺。这根刺必须拔掉。他做出了会给整个研制团队“找麻烦”的决定。

刘家兴宣布，该产品在各阶段采用各种测试设备获得的数据，研制团队都要拿到，进行纵向比对；厂家验证件、正样件的测试数据，他们也要拿到并进行横向比对。

浩如烟海的数据拿到了，然而很多证据表明自身状态正常。“这可能是由于整星阶段与单机阶段数据采集设备的差异引起的，这台单机的信号质量应该是正常的。”单机厂家解释道。可是这并没有解开刘家兴的疑惑。

进一步排查无疑会平添很多工作量，还不一定能查出结果。在批产研制如此紧张的时候，增加这么大的工作量，真的好吗？

陷入了窘境的刘家兴，想起了他最为敬重的北斗三号卫星产品保证经理刘崇华的话：干总体的，对分析出的问题不能隐瞒，要勇敢面对。他诚恳地鼓励团队成员，带领大家开始了更为深入的排查。

调动团队力量，协力找出设计缺陷

团队在组织开展整星复现测试和状态监视的同时，利用北斗三号第9颗、第10颗卫星星地综合对接的契机，协调单机厂家开展了矩阵式排查工作。经过对测试数据的核定、分析与判断，刘家兴初步摸准了脉象。“可以肯定，星上单机的性能在验收测试后至今没有下降。现在虽然还没找到两类测试设备的问题，但可以确定这台单机在设计上有问题。”刘家兴说。

总体主管设计师李振东是坚定的排查支持者。在确定了问题排查的方向后，他全面细致地对比了单机研制和整星测试阶段在测试环境、测试设备、数据处理方法等方面的差异，终于发现了两个阶段的数据处理方法分别存在的错误和不足。他一方面帮助单机厂家修正了数据处理方法，另一方面提出了通过调整整星测试设备工作状态，完善整星数据处理方法的方案。

综合测试人员尹卿负责该单机的整星测试工作。他按照李振东的方案调整了整星测试设备的工作状态，消除了后续数据处理的瓶颈问题。

接力棒传给了总体副主任设计师崔小准。他完善了整星数据处理方法，升级了信号性能分析软件。最终，他不仅确定了该单机存在指标超差问题，而且还发现了其两路信号的相位差存在异常的正弦波动。

至此，该单机设计缺陷的外部特征终于被完整地刻画出来，让单机厂家心服口服，刘家兴和小伙伴们也获得了五院总体部的表彰。

奖励通知中还特意提到：该团队编制的星间链路信号性能分析软件是由总体部自主研发的测试软件，已逐渐成为整星星间链路信号评估的标准软件和测试工具，为总体部工作的节能增效作出了重要贡献。