迎难而上，服务国家重大需求

时间：2019-01-15 16:37:23

  2010年，国家启动了北斗三号卫星导航系统的信号设计任务，姚铮有幸加入到北斗三号的信号设计团队之中。信号设计是北斗三号系统的三大核心技术之一。但由于我国的卫星导航系统建设晚于美国和欧洲，不仅可用的频谱资源极其有限，而且信号设计的关键技术也遭受专利封锁，设计约束更加严苛。如何极端不利的条件下设计出自主可控而且性能更加先进的信号体制，成为摆在姚铮及其合作者面前的一个重大难题。

面对技术挑战和国家建设急需，姚铮选择迎难而上。他认为，科研方向的选择，既要站到国际最前沿，又必须能够服务国家重大需求。自力更生自主创新的信念成为姚铮不断开拓的动力。他原创性地提出了多载波恒包络复合导航信号的概念，并在此基础上提出了两种自主创新的卫星导航信号结构，解决了导航信号设计在测距性能提升与功率带宽受限之间的矛盾，而且有效规避了欧美在卫星导航信号体制上的专利封锁，为北斗系统核心技术的自主可控贡献了力量。上述信号已被北斗三号卫星导航系统采用，正式部署在北斗三号组网卫星上向全球播发，并以接口控制文件形式在国务院新闻办举行的新闻发布会上向全世界公开发布。相关的专利也被列为北斗卫星导航系统核心专利。

交流研究成果

随着导航应用领域的不断扩展、服务需求的不断细化，新一代北斗三号系统的信号数量多，信号结构复杂，而且为了兼顾与北斗二号系统之间的平稳过渡，星上多信号分量的复用难度大，国际上并无先例。信号设计还必须同时兼顾可用频带资源的限制、卫星载荷的复杂度和功耗的限制、测距精度和抗干扰能力的要求、接收复杂度的限制、系统之间射频兼容和互操作的要求，以及后向兼容等需求。需要同时满足这么多设计约束，姚铮把这称作就像“带着镣铐跳舞”，无论是设计难度还是实现难度都很大，其中一些设计需求甚至当时的已有技术都难以实现的。

在卫星导航信号恒包络复用理论研究方面，姚铮将恒包络复用的适用性从单频双极性拓展到多频多极性情况，并建立了统一的恒包络复用设计理论体系。2016年，姚铮基于自主提出的多频多分量恒包络复用设计技术，又为北斗三号组网卫星设计了星上多信号分量复用方案，解决了双频多分量复用、单边带调制复用、复波形信号的复用等难题。经星地对接测试，该方案性能优异，目前已实施在北斗三号组网卫星上。

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