社员风采：承国家之志，铸时代新星，北斗全球导航系统科学家——王学良

王学良，男，1969年人，中国科学院微小卫星创新研究院研究员，中科院导航卫星系统副总师、二代导航地面试验验证系统副总师、北斗专项质量可靠性专家组成员、中国宇航学会能源学会成员，为九三学社上海市浦东新区委员会委员。2017年获中国科学院杰出成就奖，2019年获上海市科技进步一等奖，2020年度上海市技术发明奖一等奖。

一、立志航天，矢志不渝

2000年8月，王学良博士毕业于中国光学的摇篮-中科院长春光学精密与机械研究所，在博士学习期间与工作的过程中，深受中科院“唯实、求真、协力、创新”文化的熏陶，学习到了科学家们严谨的治学态度和工作作风，在内心深处埋下了投身科研的种子。于2000年，进入中科院上海技术物理研究所电子科学与技术博士后流动站，师从中国多光谱遥感泰斗薛永祺院士，进行轻小型多光谱遥感器的工程研发，从系统设计、方案的确定与优化，系统调试与程序编写、调试，到遥感器的试验、研制中发现问题、分析问题、解决问题，参与了多种航天型号任务的整个研制过程。

在博士后出站后，他毅然决然的投身到中国航天科技集团。在中国航天科技集团第八研究院的工作期间，针对航天领域智能化、高可靠的卫星电源需求，担任电源系统实验室副主任（主持工作），组建了电源系统实验室，致力于先进电源系统的研发。通过短短两年的努力，攻克了航天电源系统的智能化、小型化等众多关键技术，解决了锂离子蓄电池航天应用的技术难题，并成功应用于技术试验卫星（02）星、神州7号伴星等卫星型号，开创了航天领域国内锂离子蓄电池应用先河。

2003年9月，王学良入职中科院微小卫星创新研究院（上海微小卫星工程中心）。当时，出于国家安全的考虑，为避免在将来可能的战争中受制于人，中国迫切需要建设独立自主、开放兼容、技术先进和稳定可靠的覆盖全球导航系统。上海微小卫星工程中心，顺应国家的重大需求，开展导航卫星系统的研究。虽然在当时连续成功发射了创新系列、神七伴星等多颗微小卫星，取得了不菲的成绩，然而在导航卫星系统方面的研究基础始终比较薄弱，更没有高轨长寿命应用型卫星的研制经验。于是在中心领导的支持下，主持组建了导航卫星研究室，任研究室副主任，并在北斗卫星研制队伍任总师助理，主持导航卫星的总体工作，先后开展了北斗导航卫星首发星的论证工作及多项导航卫星总体关键技术攻关，为导航试验卫星首发星的发射成功和稳定运行奠定了坚实的技术基础。

2015年3月30日，“新一代北斗导航卫星”在西昌卫星发射中心发射成功，拉开了新一代导航卫星建设序幕。至目前为止，卫星已在轨稳定运行5年，圆满完成了预期任务，对全球导航系统信号体制、星间链路等核心关键技术进行了充分的验证，为北斗卫星导航系统全球组网建设提供了支持。

二、千锤百炼，百炼成钢

对于全球系统导航卫星而言，需要12年全寿命周期内连续不中断的播发高质量的导航信号，导航信号的连续性、完好性及可用性，是衡量一个导航卫星系统最为关键的核心指标。为了达到卫星导航信号的连续性的指标，带领可靠性团队开展了卫星系统可靠性设计优化与验证、卫星关键单机及部组件可靠性试验分析与验证、星载软件可靠性分析验证以及卫星产品批产可靠性保证等方面的工作，这些项目均对卫星的成败起着至关重要的作用。其带领的团队提出的行之有效的典型新研、国产化单机产品验证方案，特别是创新性提出了大功率无源产品的寿命验证方法，完成了国产化关键产品寿命与可靠性验证，其中关键器部件的寿命验证总时间达4万小时，提升了型号质量基础能力，为工程奠定了质量工作的坚实基础。

通过组网卫星工程阶段的可靠性专项的工作，使中科院卫星系统具备了一流的系统研发基础条件能力，使可靠性指标体系更加优化和完善，自主研发能力得到大幅跃升，大幅度的提升了卫星的连续稳定运行能力。

三、自主可控，勇于创新

北斗全球导航卫星系统作为中国人具有自主知识产权的导航系统，为了彻底摆脱了受制于人的境地，北斗全球导航卫星的元器件要实现100%国产化。

全球系统导航卫星的工程研制中，根据卫星电子学的需求，创新性提出了国产龙芯CPU+国产Flash的综合电子系统架构，解决了导航卫星高性能计算机CPU和程序存储器PROM依靠进口并受制于人的被动局面，并通过卫星软件的在轨重构，实现了卫星功能的在轨赋能，并依靠软件重构技术可以对卫星的软件缺陷进行更改，从根本上解决了传统卫星软件缺陷无法更正的弊端，并形成了导航卫星特有的重构设计、重构管理及执行规范，加强了故障处理策略，确保软件重构过程万无一失。同时带动了FPGA、DC/DC、微波等核心器件全部国产化，促进了从材料、器件、部组件、单机到系统整个产业链的发展，核心器部件自主可控，彻底的摆脱了受制于人的局面。

四、充份验证，万无一失

北斗全球卫星导航系统采用了大量的新技术、新体制，如何在导航卫星系统建成之前，验证全球导航系统的功能和性能是否满足设计要求，是在全球系统建设中亟待解决的关键问题。为此，在工程总体的支持下，组建了导航卫星地面试验验证系统，用于模拟北斗全球导航系统卫星星座。在试验验证系统的建设中，创新性的提出了三类卫星模拟器的架构形式，兼顾验证系统与工程组网星的状态一致性、架构灵活、验证的有效性。完成了一类卫星模拟器2套、二类卫星模拟器3套、三类卫星模拟器1套。通过对验证系统的功能和性能的详细分析，结合工程的试验验证任务需求，提炼了验证系统的仿真要素，确定了验证系统的仿真约束条件和系统工作模式，实现了验证系统方的真实性、灵活性、有效性等方面的优化和统一，为北斗三号系统的体制验证工作提供了条件，参与完成了工程的各项体制验证、大系统接口验证及关键技术攻关成果验证，并为大大系统间的信号和信息流的运行、故障诊断、软件升级提供了试验验证手段，构建并验证了北斗三号系统全规模试验验证环境下的信号信息流仿真验证，为真实系统在轨运行管理积累了经验，为导航卫星系统的最简系统、基本系统和全球系统的地面仿真与验证提供了技术基础，有利支撑了北斗三号系统的建设工作。

五、结语

习近平总书记曾说过“探索浩瀚宇宙，发展航天事业，建设航天强国，是我们不懈追求的航天梦”。2020年7月31日上午，北斗三号全球卫星导航系统建成暨开通仪式在北京举行。中共中央总书记习近平出席仪式，宣布北斗三号全球卫星导航系统正式开通。

中科院卫星系统，在2018年～2020年短短两年的时间，成功发射了多颗全球导航卫星，做到发发成功，颗颗稳定运行，为北斗全球导航系统提前半年建成并向全世界提高高精度导航定位、授时服务，极大地推动了北斗系统建设步伐，提升了系统技术水平，有力支撑北斗三号基本系统建设，为中国北斗卫星导航系统建设贡献了中国科学院的力量。

对于祖国伟大的航天事业而言，王学良承国家之志、面对祖国的需要，他不求回报，默默无闻的奉献着自己的青春及力量，这是每个爱国、具有情怀的科学家的矢志不渝的初心和坚定的使命！

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