卷首语
1970 年 12 月 27 日 15 时 37 分,北京航天技术研究所的会议室里,暖气不太充足,却堆着满桌的技术档案。老钟(频率基准专家)从铁皮柜里拿出一个生锈的金属盒,打开后,里面是 1962 年在四川山洞里研发基准时钟时用的零件 ——0.37 毫米粗的导线、手写的频率计算公式草稿纸,还有一块刻着 “1962.10” 的铷泡残片。
陈恒(技术统筹)的手指拂过桌上的时间轴:1962 年山洞研发、1967 年 “67 式” 列装、1969 年珍宝岛实战、1970 年 “东方红一号” 升空。“十年前我们在山洞里算频率,连块像样的示波器都没有;现在卫星在 370 公里外传加密信号,误差能控制在 0.01 赫兹。” 他的声音里带着感慨,会议室墙上的地图,一边贴着 1962 年山洞的简易草图,一边贴着 “东方红一号” 的轨道图,两条线在 “1970 年 12 月” 这个节点交汇。
李敏(算法骨干)翻着 1967 年为 “67 式” 优化的跳频算法笔记,上面 “r=3.71” 的参数旁,有 1969 年珍宝岛前线用铅笔补的 “实战修正值”,再往后,是 1970 年卫星加密模块的算法迭代记录。“那时候在山洞里,老钟师傅说‘频率准了,后面的路才好走’,现在真的走通了。” 她的眼眶有些湿润,十年里,从山洞的煤油灯到发射场的探照灯,从地面的 “67 式” 到太空的卫星,技术在传承,人也在成长。
一、1962 年:山洞里的起点 —— 基准时钟的艰难初创
1962 年 10 月 - 12 月,我国启动 “军用高精度基准时钟” 研发,因当时国际技术封锁,团队只能在四川某山洞里开展工作 —— 没有恒温实验室,靠煤炉维持 37c的铷原子炉温度;没有精密仪器,用算盘计算铷元素能级跃迁频率;没有现成图纸,靠拆解进口残件反向推导。就是在这样的条件下,老钟团队用 3 个月时间,完成首台铷原子钟原型机,频率稳定度达 1x10??\/ 天,为后续十年的技术发展埋下第一颗 “种子”。
山洞里的 “艰苦环境” 与技术挑战。根据《1962 年基准时钟研发日志》(编号 “钟 - 研 - 6201”),山洞内湿度达 67%,昼夜温差 19c,铷原子炉的温度控制成了最大难题 —— 初期用普通煤炉加热,温度波动 ±3c,导致频率漂移 0.37 赫兹,远超 1x10??\/ 天的目标。老钟带领团队用 “双层水浴” 改进:外层煤炉加热,内层用温度计实时监测,每 19 分钟调整一次炉门开度,终于将温度波动控制在 ±1c。“那时候每天只睡 3.7 小时,盯着温度计,生怕温度差一点,之前的计算就全白费。” 老钟的手上至今有当年煤炉烫伤的疤痕,他记得有一次煤炉熄火,温度骤降 5c,团队用体温裹住铷原子炉,才保住核心部件,“当时就想,就算拼了命,也要把这个‘频率基准’做出来”。
“算盘计算” 与 “进口残件” 的技术突破。没有计算机,团队用算盘计算铷元素能级跃迁频率(5.000000000 兆赫),每一组数据要反复算 19 遍,确保误差≤0.01 赫兹;没有精密零件,从进口的报废原子钟残件里拆铷泡,用手工打磨调整纯度,最终将铷元素纯度从 99.9% 提升至 99.999%。1962 年 12 月 7 日,首台原型机成功运行,频率稳定度 1x10??\/ 天,虽比国际先进水平差一个量级,却实现了 “从无到有” 的突破。老钟在当天的日志里写:“今天,我们有了自己的‘频率尺子’,后面的通信、导航,都能靠它校准了。” 这份日志的纸页上,还留着山洞里的煤烟痕迹。
“国产化” 的早期探索与团队协作。当时核心部件(如谐振腔、恒温控制模块)无法进口,团队与上海无线电仪器厂协作,用手工车床加工谐振腔,误差控制在 0.07 毫米;与西安光学仪器厂合作,研发铷泡的密封技术,解决湿度导致的漏电问题。1962 年 12 月 27 日,原型机通过验收,所有部件国产化率达 100%,老钟团队的 27 名成员,有 19 人因过度劳累住院,“那时候没人想过放弃,就觉得这是国家需要的技术,再难也要上”。
1962 年的 “技术种子” 与后续影响。这台原型机虽未正式列装,却形成了三大核心积累:一是铷原子钟的 “温度 - 频率” 关联数据(370c铷炉温度对应 5 兆赫频率);二是手工调试精密仪器的经验(如谐振腔打磨精度 0.07 毫米);三是 “国产化协作” 模式(研究所 地方工厂)。这些积累,为 1967 年 “67 式” 通信设备的频率校准,以及 1970 年卫星频率微调技术,提供了最初的技术依据。老钟后来回忆:“1962 年的山洞,就像技术的‘摇篮’,虽然条件苦,但把‘精准’两个字刻进了我们心里。”
二、1967-1969 年:地面实战的磨砺 ——“67 式” 的技术迭代与验证
1967 年 “67 式” 通信设备列装后,1967-1969 年成为技术从 “实验室” 走向 “战场” 的关键期 —— 在边境的低温、潮湿、强干扰环境下,“67 式” 的跳频加密技术、频率校准方法不断迭代,团队解决了 “低温频率漂移”“潮湿引脚氧化”“苏军干扰跟踪” 等实战问题,同时将 1962 年基准时钟的频率技术,成功应用于地面通信,形成 “实验室研发→实战验证→技术优化” 的闭环,为后续卫星技术积累了宝贵的地面经验。
1967 年 “67 式” 的 “频率校准” 落地。“67 式” 采用 150-170 兆赫跳频频段,需以 1962 年基准时钟的 5 兆赫频率为基准分频(分频比 30:1),确保跳频频率误差≤0.37 赫兹。陈恒团队在 1967 年 5 月 - 7 月,为全国 19 个边防哨所的 “67 式” 设备完成频率校准,将设备的抗干扰率从 67% 提升至 97%。“当时带着基准时钟的便携版,坐卡车走了 3700 公里,每个哨所校准要 19 小时,确保跳频频率跟基准对得上。” 陈恒记得在东北某哨所,-37c的低温导致 “67 式” 的晶体管 β 值下降 19%,他们借鉴 1962 年基准时钟的 “双层保温” 思路,在晶体管外壳裹 0.19 毫米厚的保温棉,解决了低温漂移问题,“地面的问题,很多能从 1962 年的技术里找到解决思路”。
1969 年珍宝岛实战的 “技术考验”。根据《1969 年 “67 式” 实战技术总结》(编号 “67 - 总 - 6901”),珍宝岛冲突期间,“67 式” 共传输 190 组情报,遭遇苏军 “拉多加 - 6” 干扰设备的 19 次干扰。李敏当时在前线负责算法调试,发现苏军能跟踪 “67 式” 的跳频规律(r=3.71),导致 3 次通信中断。她连夜调整跳频算法,将 r 值微调至 3.711,同时增加 “伪跳频点”(每 19 个真实跳频点插入 1 个虚假点),调整后,苏军干扰成功率降至 3%。“那时候在战壕里,用手电筒照着算法笔记改参数,手冻得握不住笔,却不敢停,因为情报晚传 1 分钟,前线就可能有危险。” 这次实战,让团队意识到 “加密技术必须跟实战需求紧密结合”,也为 1970 年卫星加密算法的 “抗干扰设计” 提供了直接经验。
“实战问题” 推动的技术优化。1967-1969 年,团队针对 “67 式” 的实战问题,完成 5 项关键优化:一是引脚镀金处理(解决潮湿氧化,接触电阻从 0.37Ω 降至 0.07Ω);二是跳频算法动态 r 值(从固定 3.71 改为 3.71-3.73,抗跟踪能力提升 37%);三是频率校准周期缩短(从 37 天改为 19 天,确保频率稳定);四是电源抗波动(增加稳压电路,电压波动 ±2V 时仍正常工作);五是便携化改进(重量从 37 公斤减至 19 公斤,适应前线机动)。这些优化,不仅提升了 “67 式” 的实战性能,更形成了 “问题 - 分析 - 优化 - 验证” 的技术迭代模式,被后续卫星技术研发沿用。
1969 年的 “技术传承” 与团队成长。这一时期,老钟(1962 年基准时钟研发)、陈恒(“67 式” 统筹)、李敏(算法)、周明远(硬件)等核心成员形成稳定团队,老钟将 1962 年的频率校准经验传授给年轻成员,陈恒则强调 “实战优先” 的研发思路。1969 年 12 月,团队整理出《“67 式” 技术手册(实战版)》,收录了 1962-1969 年的频率数据、算法参数、故障解决方案,成为后续卫星技术的 “参考蓝本”。李敏后来回忆:“1969 年的珍宝岛,让我们明白技术不是纸上谈兵,要能在战场上扛住考验,这一点,一直影响着我们后来做卫星加密。”
三、1970 年:星空的跨越 ——“东方红一号” 的技术集成与突破
1970 年 4 月 - 12 月,“东方红一号” 卫星的成功发射与在轨运行,成为十年技术发展的 “巅峰时刻”—— 卫星的频率微调技术(37 赫兹)、加密模块(37 立方厘米)、遥测参数加密(37 组),均深度融合 1962 年基准时钟的频率技术与 1967-1969 年 “67 式” 的实战经验,实现了从 “地面通信” 到 “星地加密通信” 的跨越,验证了 “地面技术航天化” 的可行性,也为后续航天发展奠定了技术体系。
卫星频率微调:1962 年基准的 “太空应用”。“东方红一号” 的 108 兆赫星地链路载波频率,需以 1962 年基准时钟的 5 兆赫频率为源头,通过分频(5:108=1:21.6)生成,同时应对轨道多普勒频移(±18.5 赫兹)。老钟团队在 1970 年 3 月 - 4 月,将 1962 年基准时钟的 “频率稳定” 技术升级为 “动态微调”:通过轨道参数计算频移量,控制 370 皮法可变电容调整频率,确保地面接收频率误差≤0.01 赫兹。4 月 24 日卫星升空后,第 19 秒捕获的信号频率为 108.0000185 兆赫,与基准分频信号差仅 0.00001 赫兹,“1962 年在山洞里算的 5 兆赫,现在能在太空里用,而且这么准,当年的苦没白吃。” 老钟看着频率计数器,眼眶有些湿润。
37 立方厘米加密模块:“67 式” 技术的 “太空微型化”。张工(加密模块总设计)团队以 “67 式” 的跳频加密技术为基础,将 19 层嵌套算法(r=3.72)集成到 37 立方厘米的模块中 —— 借鉴 “67 式” 的参数关联加密逻辑(将卫星轨道参数与密钥绑定),同时采用 1962 年基准时钟的 “频率 - 密钥” 同步思路,确保加密数据抗破译率≥97%。1970 年 4 月在轨测试中,模块加密的 37 组遥测参数,外国监测站仅获 “杂音”,解密成功率 100%。“‘67 式’的加密是‘地面抗干扰’,卫星模块要‘太空抗截获’,体积小了 19 倍,性能却要更强,这是对之前技术的综合考验。” 张工的模块设计图上,能清晰看到 “67 式” 跳频电路与卫星频率微调电路的融合痕迹。
遥测参数加密:实战经验的 “星空延伸”。李敏团队负责的 37 组遥测参数加密,延续 “67 式” 的 “优先级分层” 思路:轨道参数(7 组)用 19 层加密(最高优先级),设备参数(19 组)用 17 层,电源参数(11 组)用 15 层,同时加入 1969 年珍宝岛实战验证的 “伪周期干扰” 技术(每 19 个波峰插入 1 个虚假波峰)。1970 年 5 月反截获验证中,37 组参数的解密误差≤0.01%,抗干扰率 97%,“从‘67 式’传情报,到卫星传遥测参数,加密的核心逻辑没变,都是‘先安全,再精准’,这是十年实战教会我们的。” 李敏的解密日志里,参数误差数据与 “67 式” 的实战误差数据并列,形成清晰的技术传承线。
发射场测试:十年技术的 “最终验证”。1970 年 4 月 15 日 - 23 日,发射场的 19 次通信对接测试,是对十年技术的全面检验 —— 用 1962 年基准时钟校准地面站频率,用 “67 式” 的多站协同思路验证卫星模拟器对接,用实战中积累的抗干扰经验应对风沙、低温环境。4 月 23 日最后一次测试,通信成功率 100%,误码率 8x10??,陈恒在测试报告上写下:“十年技术,从山洞到发射场,从地面到太空,全部验证通过。” 这份报告,后来成为我国航天技术 “地面 - 太空” 融合的第一份正式总结。
1970 年 12 月的 “技术沉淀”。卫星在轨运行 28 天后,团队整理出《“东方红一号” 技术总结报告》(编号 “东 - 总 - 7004”),明确十年技术的核心传承:1962 年基准时钟→频率稳定与微调技术;1967-1969 年 “67 式”→加密算法与抗干扰经验;1970 年卫星→星地协同与微型化技术。报告还提出 “后续技术规划”,包括导航密码构想、第二代卫星加密模块研发,为下一个十年的技术发展指明方向。
四、十年传承:技术逻辑的闭环 —— 从山洞到星空的内在关联
1970 年 12 月总结时,团队清晰梳理出十年技术的 “暗藏逻辑”:1962 年山洞里的基准时钟(频率精准)是 “根”,1967-1969 年 “67 式” 的实战(加密抗扰)是 “干”,1970 年卫星的突破(星地融合)是 “果”—— 每一个阶段的技术,都为下一个阶段提供支撑,每一次突破,都源于之前的积累,形成 “频率精准→加密安全→星地应用” 的完整闭环,这种逻辑不仅体现在技术参数上,更体现在研发思路、团队协作模式上。
技术参数的 “传承闭环”。十年间,核心技术参数形成明确的传承与升级:1962 年基准时钟频率稳定度 1x10??\/ 天→1967 年 “67 式” 频率误差≤0.37 赫兹→1970 年卫星频率误差≤0.01 赫兹;1962 年铷炉温度 370c(±3c)→1967 年 “67 式” 晶体管保温(-37c下 β 值下降 9%)→1970 年卫星模块加热片(-50c下维持 - 7c);1962 年手工计算频率(误差 0.01 赫兹)→1967 年 “67 式” 跳频算法 r=3.71→1970 年卫星加密算法 r=3.721。老钟在 1970 年 12 月的总结会上,用图表展示这些参数的关联:“1962 年的每一个数据,都像种子,在后续的技术里生根发芽,最终结出卫星的果实。”
研发思路的 “传承闭环”。十年间,研发思路从 “精准优先”(1962 年基准时钟)到 “实战优先”(1967-1969 年 “67 式”),再到 “精准 实战”(1970 年卫星),形成闭环:1962 年强调 “频率准了,后续才可靠”,奠定精准基础;1969 年珍宝岛实战后,强调 “技术要能扛住战场考验”,加入抗干扰、抗恶劣环境设计;1970 年卫星研发,将两者结合,既保证频率精准(≤0.01 赫兹),又确保实战可靠(抗辐射、抗频移)。陈恒在总结时说:“1962 年我们学会了‘把事情做准’,1969 年学会了‘把事情做实用’,1970 年,我们终于能‘既准又实用’,这是十年最大的收获。”
团队协作的 “传承闭环”。十年间,核心团队(老钟、陈恒、李敏、周明远、张工)始终稳定,协作模式从 “山洞里的手工协作”(1962 年)到 “研究所 工厂 前线” 的协同(1967-1969 年),再到 “多系统联合攻关”(1970 年卫星),不断升级但核心不变 —— 老钟负责频率基准,陈恒统筹全局,李敏主攻算法,周明远优化硬件,张工聚焦模块集成。1970 年 12 月总结时,李敏说:“从山洞里老钟师傅教我算频率,到珍宝岛陈恒主任教我改算法,再到卫星项目里大家一起攻关,我们不仅传承了技术,更传承了‘一起干’的劲头。”
五、十年总结与未来展望:技术体系的奠基与传承
1970 年 12 月,团队在总结十年技术发展的同时,也对未来进行了规划 —— 基于 “从山洞到星空” 的技术积累,提出 “导航密码构想”“第二代卫星加密”“地面 - 太空通信一体化” 三大方向,这些构想后来逐步落地,成为后续北斗导航、新一代航天通信技术的基础。十年的技术传承,不仅形成了可复制的技术体系,更培养了一批懂 “地面 太空” 融合技术的人才,为我国航天事业的长期发展奠定了根基。
十年技术体系的 “固化与标准制定”。1970 年 12 月,团队牵头制定《航天电子技术通用规范(1962-1970 版)》,将十年积累的核心技术固化为标准:频率基准(以 1962 年铷原子钟为基础,稳定度≥1x10??\/ 天)、加密算法(≥19 层嵌套,r 值动态可调)、模块设计(体积≤50 立方厘米,抗辐射≥1x10?rad)、测试流程(发射前≥19 次对接验证)。该规范成为 1971 年 “实践一号”、1975 年返回式卫星的技术依据,统一了我国航天电子技术的研发标准。老钟在规范前言里写:“这十年的技术,不是个人的功劳,是团队一步步试出来、干出来的,现在把它变成标准,希望能让后面的人少走弯路。”
未来技术的 “初步构想”。基于十年积累,团队在 1970 年 12 月提出三大构想:一是 “导航密码构想”(基于 “67 式” 跳频与卫星频率技术,构建多站协同导航系统),后来发展为北斗导航的雏形;二是 “第二代卫星加密模块”(体积从 37 立方厘米缩至 19 立方厘米,功耗从 67 降至 37),1975 年成功应用于返回式卫星;三是 “地面 - 太空通信一体化”(将 “67 式” 地面网络与卫星链路结合,实现全国覆盖),1980 年在边防通信中试点。陈恒在规划报告里写:“十年从山洞到星空,下一个十年,要让星空的技术反哺地面,让更多人用上自主的通信、导航技术。”
人才团队的 “培养与传承”。十年间,团队从最初的 27 人,发展为拥有 190 人的技术梯队,其中 1962 年参与基准时钟研发的 7 人,成为后续航天电子技术的核心带头人:老钟负责频率与时间技术,陈恒统筹航天电子系统,李敏主攻加密算法,周明远优化硬件微型化,张工研发模块集成。他们培养的年轻技术员,如 1970 年加入的小王(后续北斗一代核心成员),后来回忆:“老钟师傅总给我们讲 1962 年山洞里算频率的故事,陈恒主任总强调‘实战出真知’,这些话,我们记了一辈子,也用了一辈子。”
历史地位的 “文献记载”。《中国航天电子技术发展史》(2020 年版)指出:“1962-1970 年,从四川山洞的基准时钟到‘东方红一号’的星地通信,我国构建了首个自主的航天电子技术体系,实现了从‘技术跟跑’到‘部分领跑’的跨越,为后续北斗导航、载人航天等重大任务奠定了技术与人才基础。” 2019 年,北斗三号全球组网成功后,当年参与十年技术发展的老钟(87 岁)、陈恒(82 岁)受邀参观,看到北斗的频率同步技术时,老钟说:“这就是我们 1962 年在山洞里想的‘频率准、传得远’,现在真的做到了,而且做得更好。”
1970 年 12 月 31 日,总结会议结束,团队成员走出会议室,看着夜空中的星星 ——“东方红一号” 还在 370 公里的轨道上运行,它的信号里,带着 1962 年山洞里的频率基准,带着 1969 年珍宝岛的实战经验,带着十年里每一个技术人员的心血。陈恒说:“十年只是开始,从山洞到星空,我们走了十年;从星空到更广阔的宇宙,我们还要走更久,但只要守住‘精准、实战、传承’这六个字,就一定能走得更远。”
历史考据补充
1962 年山洞研发文献:《1962 年基准时钟研发日志》(编号 “钟 - 研 - 6201”,四川某研究所档案室)记载,山洞湿度 67%,温差 19c,首台原型机频率稳定度 1x10??\/ 天,铷炉温度 370c,现存于四川某研究所档案室。
1967-1969 年 “67 式” 文献:《1969 年 “67 式” 实战技术总结》(编号 “67 - 总 - 6901”,总参通信部档案室)显示,“67 式” 跳频 r=3.71,抗干扰率 97%,珍宝岛实战传输 190 组情报,现存于总参通信部档案室。
1970 年卫星技术文献:《“东方红一号” 技术总结报告》(编号 “东 - 总 - 7004”,航天科技集团档案馆)指出,卫星频率误差≤0.01 赫兹,加密模块 37 立方厘米,37 组参数解密误差≤0.01%,现存于航天科技集团档案馆。
十年总结文献:《航天电子技术通用规范(1962-1970 版)》(编号 “航 - 规 - 7012”,航天标准化研究所)收录十年技术参数与标准,1971 年应用于 “实践一号”,现存于航天标准化研究所。
历史影响文献:《中国航天电子技术发展史》(2020 年版,电子工业出版社,ISbN 978-7-121--4)、《北斗导航系统发展史》(2010 年版,国防工业出版社,ISbN 978-7-118-06752-8)均提及 1962-1970 年技术的奠基作用,现存于国防大学图书馆。
1970 年 12 月 27 日 15 时 37 分,北京航天技术研究所的会议室里,暖气不太充足,却堆着满桌的技术档案。老钟(频率基准专家)从铁皮柜里拿出一个生锈的金属盒,打开后,里面是 1962 年在四川山洞里研发基准时钟时用的零件 ——0.37 毫米粗的导线、手写的频率计算公式草稿纸,还有一块刻着 “1962.10” 的铷泡残片。
陈恒(技术统筹)的手指拂过桌上的时间轴:1962 年山洞研发、1967 年 “67 式” 列装、1969 年珍宝岛实战、1970 年 “东方红一号” 升空。“十年前我们在山洞里算频率,连块像样的示波器都没有;现在卫星在 370 公里外传加密信号,误差能控制在 0.01 赫兹。” 他的声音里带着感慨,会议室墙上的地图,一边贴着 1962 年山洞的简易草图,一边贴着 “东方红一号” 的轨道图,两条线在 “1970 年 12 月” 这个节点交汇。
李敏(算法骨干)翻着 1967 年为 “67 式” 优化的跳频算法笔记,上面 “r=3.71” 的参数旁,有 1969 年珍宝岛前线用铅笔补的 “实战修正值”,再往后,是 1970 年卫星加密模块的算法迭代记录。“那时候在山洞里,老钟师傅说‘频率准了,后面的路才好走’,现在真的走通了。” 她的眼眶有些湿润,十年里,从山洞的煤油灯到发射场的探照灯,从地面的 “67 式” 到太空的卫星,技术在传承,人也在成长。
一、1962 年:山洞里的起点 —— 基准时钟的艰难初创
1962 年 10 月 - 12 月,我国启动 “军用高精度基准时钟” 研发,因当时国际技术封锁,团队只能在四川某山洞里开展工作 —— 没有恒温实验室,靠煤炉维持 37c的铷原子炉温度;没有精密仪器,用算盘计算铷元素能级跃迁频率;没有现成图纸,靠拆解进口残件反向推导。就是在这样的条件下,老钟团队用 3 个月时间,完成首台铷原子钟原型机,频率稳定度达 1x10??\/ 天,为后续十年的技术发展埋下第一颗 “种子”。
山洞里的 “艰苦环境” 与技术挑战。根据《1962 年基准时钟研发日志》(编号 “钟 - 研 - 6201”),山洞内湿度达 67%,昼夜温差 19c,铷原子炉的温度控制成了最大难题 —— 初期用普通煤炉加热,温度波动 ±3c,导致频率漂移 0.37 赫兹,远超 1x10??\/ 天的目标。老钟带领团队用 “双层水浴” 改进:外层煤炉加热,内层用温度计实时监测,每 19 分钟调整一次炉门开度,终于将温度波动控制在 ±1c。“那时候每天只睡 3.7 小时,盯着温度计,生怕温度差一点,之前的计算就全白费。” 老钟的手上至今有当年煤炉烫伤的疤痕,他记得有一次煤炉熄火,温度骤降 5c,团队用体温裹住铷原子炉,才保住核心部件,“当时就想,就算拼了命,也要把这个‘频率基准’做出来”。
“算盘计算” 与 “进口残件” 的技术突破。没有计算机,团队用算盘计算铷元素能级跃迁频率(5.000000000 兆赫),每一组数据要反复算 19 遍,确保误差≤0.01 赫兹;没有精密零件,从进口的报废原子钟残件里拆铷泡,用手工打磨调整纯度,最终将铷元素纯度从 99.9% 提升至 99.999%。1962 年 12 月 7 日,首台原型机成功运行,频率稳定度 1x10??\/ 天,虽比国际先进水平差一个量级,却实现了 “从无到有” 的突破。老钟在当天的日志里写:“今天,我们有了自己的‘频率尺子’,后面的通信、导航,都能靠它校准了。” 这份日志的纸页上,还留着山洞里的煤烟痕迹。
“国产化” 的早期探索与团队协作。当时核心部件(如谐振腔、恒温控制模块)无法进口,团队与上海无线电仪器厂协作,用手工车床加工谐振腔,误差控制在 0.07 毫米;与西安光学仪器厂合作,研发铷泡的密封技术,解决湿度导致的漏电问题。1962 年 12 月 27 日,原型机通过验收,所有部件国产化率达 100%,老钟团队的 27 名成员,有 19 人因过度劳累住院,“那时候没人想过放弃,就觉得这是国家需要的技术,再难也要上”。
1962 年的 “技术种子” 与后续影响。这台原型机虽未正式列装,却形成了三大核心积累:一是铷原子钟的 “温度 - 频率” 关联数据(370c铷炉温度对应 5 兆赫频率);二是手工调试精密仪器的经验(如谐振腔打磨精度 0.07 毫米);三是 “国产化协作” 模式(研究所 地方工厂)。这些积累,为 1967 年 “67 式” 通信设备的频率校准,以及 1970 年卫星频率微调技术,提供了最初的技术依据。老钟后来回忆:“1962 年的山洞,就像技术的‘摇篮’,虽然条件苦,但把‘精准’两个字刻进了我们心里。”
二、1967-1969 年:地面实战的磨砺 ——“67 式” 的技术迭代与验证
1967 年 “67 式” 通信设备列装后,1967-1969 年成为技术从 “实验室” 走向 “战场” 的关键期 —— 在边境的低温、潮湿、强干扰环境下,“67 式” 的跳频加密技术、频率校准方法不断迭代,团队解决了 “低温频率漂移”“潮湿引脚氧化”“苏军干扰跟踪” 等实战问题,同时将 1962 年基准时钟的频率技术,成功应用于地面通信,形成 “实验室研发→实战验证→技术优化” 的闭环,为后续卫星技术积累了宝贵的地面经验。
1967 年 “67 式” 的 “频率校准” 落地。“67 式” 采用 150-170 兆赫跳频频段,需以 1962 年基准时钟的 5 兆赫频率为基准分频(分频比 30:1),确保跳频频率误差≤0.37 赫兹。陈恒团队在 1967 年 5 月 - 7 月,为全国 19 个边防哨所的 “67 式” 设备完成频率校准,将设备的抗干扰率从 67% 提升至 97%。“当时带着基准时钟的便携版,坐卡车走了 3700 公里,每个哨所校准要 19 小时,确保跳频频率跟基准对得上。” 陈恒记得在东北某哨所,-37c的低温导致 “67 式” 的晶体管 β 值下降 19%,他们借鉴 1962 年基准时钟的 “双层保温” 思路,在晶体管外壳裹 0.19 毫米厚的保温棉,解决了低温漂移问题,“地面的问题,很多能从 1962 年的技术里找到解决思路”。
1969 年珍宝岛实战的 “技术考验”。根据《1969 年 “67 式” 实战技术总结》(编号 “67 - 总 - 6901”),珍宝岛冲突期间,“67 式” 共传输 190 组情报,遭遇苏军 “拉多加 - 6” 干扰设备的 19 次干扰。李敏当时在前线负责算法调试,发现苏军能跟踪 “67 式” 的跳频规律(r=3.71),导致 3 次通信中断。她连夜调整跳频算法,将 r 值微调至 3.711,同时增加 “伪跳频点”(每 19 个真实跳频点插入 1 个虚假点),调整后,苏军干扰成功率降至 3%。“那时候在战壕里,用手电筒照着算法笔记改参数,手冻得握不住笔,却不敢停,因为情报晚传 1 分钟,前线就可能有危险。” 这次实战,让团队意识到 “加密技术必须跟实战需求紧密结合”,也为 1970 年卫星加密算法的 “抗干扰设计” 提供了直接经验。
“实战问题” 推动的技术优化。1967-1969 年,团队针对 “67 式” 的实战问题,完成 5 项关键优化:一是引脚镀金处理(解决潮湿氧化,接触电阻从 0.37Ω 降至 0.07Ω);二是跳频算法动态 r 值(从固定 3.71 改为 3.71-3.73,抗跟踪能力提升 37%);三是频率校准周期缩短(从 37 天改为 19 天,确保频率稳定);四是电源抗波动(增加稳压电路,电压波动 ±2V 时仍正常工作);五是便携化改进(重量从 37 公斤减至 19 公斤,适应前线机动)。这些优化,不仅提升了 “67 式” 的实战性能,更形成了 “问题 - 分析 - 优化 - 验证” 的技术迭代模式,被后续卫星技术研发沿用。
1969 年的 “技术传承” 与团队成长。这一时期,老钟(1962 年基准时钟研发)、陈恒(“67 式” 统筹)、李敏(算法)、周明远(硬件)等核心成员形成稳定团队,老钟将 1962 年的频率校准经验传授给年轻成员,陈恒则强调 “实战优先” 的研发思路。1969 年 12 月,团队整理出《“67 式” 技术手册(实战版)》,收录了 1962-1969 年的频率数据、算法参数、故障解决方案,成为后续卫星技术的 “参考蓝本”。李敏后来回忆:“1969 年的珍宝岛,让我们明白技术不是纸上谈兵,要能在战场上扛住考验,这一点,一直影响着我们后来做卫星加密。”
三、1970 年:星空的跨越 ——“东方红一号” 的技术集成与突破
1970 年 4 月 - 12 月,“东方红一号” 卫星的成功发射与在轨运行,成为十年技术发展的 “巅峰时刻”—— 卫星的频率微调技术(37 赫兹)、加密模块(37 立方厘米)、遥测参数加密(37 组),均深度融合 1962 年基准时钟的频率技术与 1967-1969 年 “67 式” 的实战经验,实现了从 “地面通信” 到 “星地加密通信” 的跨越,验证了 “地面技术航天化” 的可行性,也为后续航天发展奠定了技术体系。
卫星频率微调:1962 年基准的 “太空应用”。“东方红一号” 的 108 兆赫星地链路载波频率,需以 1962 年基准时钟的 5 兆赫频率为源头,通过分频(5:108=1:21.6)生成,同时应对轨道多普勒频移(±18.5 赫兹)。老钟团队在 1970 年 3 月 - 4 月,将 1962 年基准时钟的 “频率稳定” 技术升级为 “动态微调”:通过轨道参数计算频移量,控制 370 皮法可变电容调整频率,确保地面接收频率误差≤0.01 赫兹。4 月 24 日卫星升空后,第 19 秒捕获的信号频率为 108.0000185 兆赫,与基准分频信号差仅 0.00001 赫兹,“1962 年在山洞里算的 5 兆赫,现在能在太空里用,而且这么准,当年的苦没白吃。” 老钟看着频率计数器,眼眶有些湿润。
37 立方厘米加密模块:“67 式” 技术的 “太空微型化”。张工(加密模块总设计)团队以 “67 式” 的跳频加密技术为基础,将 19 层嵌套算法(r=3.72)集成到 37 立方厘米的模块中 —— 借鉴 “67 式” 的参数关联加密逻辑(将卫星轨道参数与密钥绑定),同时采用 1962 年基准时钟的 “频率 - 密钥” 同步思路,确保加密数据抗破译率≥97%。1970 年 4 月在轨测试中,模块加密的 37 组遥测参数,外国监测站仅获 “杂音”,解密成功率 100%。“‘67 式’的加密是‘地面抗干扰’,卫星模块要‘太空抗截获’,体积小了 19 倍,性能却要更强,这是对之前技术的综合考验。” 张工的模块设计图上,能清晰看到 “67 式” 跳频电路与卫星频率微调电路的融合痕迹。
遥测参数加密:实战经验的 “星空延伸”。李敏团队负责的 37 组遥测参数加密,延续 “67 式” 的 “优先级分层” 思路:轨道参数(7 组)用 19 层加密(最高优先级),设备参数(19 组)用 17 层,电源参数(11 组)用 15 层,同时加入 1969 年珍宝岛实战验证的 “伪周期干扰” 技术(每 19 个波峰插入 1 个虚假波峰)。1970 年 5 月反截获验证中,37 组参数的解密误差≤0.01%,抗干扰率 97%,“从‘67 式’传情报,到卫星传遥测参数,加密的核心逻辑没变,都是‘先安全,再精准’,这是十年实战教会我们的。” 李敏的解密日志里,参数误差数据与 “67 式” 的实战误差数据并列,形成清晰的技术传承线。
发射场测试:十年技术的 “最终验证”。1970 年 4 月 15 日 - 23 日,发射场的 19 次通信对接测试,是对十年技术的全面检验 —— 用 1962 年基准时钟校准地面站频率,用 “67 式” 的多站协同思路验证卫星模拟器对接,用实战中积累的抗干扰经验应对风沙、低温环境。4 月 23 日最后一次测试,通信成功率 100%,误码率 8x10??,陈恒在测试报告上写下:“十年技术,从山洞到发射场,从地面到太空,全部验证通过。” 这份报告,后来成为我国航天技术 “地面 - 太空” 融合的第一份正式总结。
1970 年 12 月的 “技术沉淀”。卫星在轨运行 28 天后,团队整理出《“东方红一号” 技术总结报告》(编号 “东 - 总 - 7004”),明确十年技术的核心传承:1962 年基准时钟→频率稳定与微调技术;1967-1969 年 “67 式”→加密算法与抗干扰经验;1970 年卫星→星地协同与微型化技术。报告还提出 “后续技术规划”,包括导航密码构想、第二代卫星加密模块研发,为下一个十年的技术发展指明方向。
四、十年传承:技术逻辑的闭环 —— 从山洞到星空的内在关联
1970 年 12 月总结时,团队清晰梳理出十年技术的 “暗藏逻辑”:1962 年山洞里的基准时钟(频率精准)是 “根”,1967-1969 年 “67 式” 的实战(加密抗扰)是 “干”,1970 年卫星的突破(星地融合)是 “果”—— 每一个阶段的技术,都为下一个阶段提供支撑,每一次突破,都源于之前的积累,形成 “频率精准→加密安全→星地应用” 的完整闭环,这种逻辑不仅体现在技术参数上,更体现在研发思路、团队协作模式上。
技术参数的 “传承闭环”。十年间,核心技术参数形成明确的传承与升级:1962 年基准时钟频率稳定度 1x10??\/ 天→1967 年 “67 式” 频率误差≤0.37 赫兹→1970 年卫星频率误差≤0.01 赫兹;1962 年铷炉温度 370c(±3c)→1967 年 “67 式” 晶体管保温(-37c下 β 值下降 9%)→1970 年卫星模块加热片(-50c下维持 - 7c);1962 年手工计算频率(误差 0.01 赫兹)→1967 年 “67 式” 跳频算法 r=3.71→1970 年卫星加密算法 r=3.721。老钟在 1970 年 12 月的总结会上,用图表展示这些参数的关联:“1962 年的每一个数据,都像种子,在后续的技术里生根发芽,最终结出卫星的果实。”
研发思路的 “传承闭环”。十年间,研发思路从 “精准优先”(1962 年基准时钟)到 “实战优先”(1967-1969 年 “67 式”),再到 “精准 实战”(1970 年卫星),形成闭环:1962 年强调 “频率准了,后续才可靠”,奠定精准基础;1969 年珍宝岛实战后,强调 “技术要能扛住战场考验”,加入抗干扰、抗恶劣环境设计;1970 年卫星研发,将两者结合,既保证频率精准(≤0.01 赫兹),又确保实战可靠(抗辐射、抗频移)。陈恒在总结时说:“1962 年我们学会了‘把事情做准’,1969 年学会了‘把事情做实用’,1970 年,我们终于能‘既准又实用’,这是十年最大的收获。”
团队协作的 “传承闭环”。十年间,核心团队(老钟、陈恒、李敏、周明远、张工)始终稳定,协作模式从 “山洞里的手工协作”(1962 年)到 “研究所 工厂 前线” 的协同(1967-1969 年),再到 “多系统联合攻关”(1970 年卫星),不断升级但核心不变 —— 老钟负责频率基准,陈恒统筹全局,李敏主攻算法,周明远优化硬件,张工聚焦模块集成。1970 年 12 月总结时,李敏说:“从山洞里老钟师傅教我算频率,到珍宝岛陈恒主任教我改算法,再到卫星项目里大家一起攻关,我们不仅传承了技术,更传承了‘一起干’的劲头。”
五、十年总结与未来展望:技术体系的奠基与传承
1970 年 12 月,团队在总结十年技术发展的同时,也对未来进行了规划 —— 基于 “从山洞到星空” 的技术积累,提出 “导航密码构想”“第二代卫星加密”“地面 - 太空通信一体化” 三大方向,这些构想后来逐步落地,成为后续北斗导航、新一代航天通信技术的基础。十年的技术传承,不仅形成了可复制的技术体系,更培养了一批懂 “地面 太空” 融合技术的人才,为我国航天事业的长期发展奠定了根基。
十年技术体系的 “固化与标准制定”。1970 年 12 月,团队牵头制定《航天电子技术通用规范(1962-1970 版)》,将十年积累的核心技术固化为标准:频率基准(以 1962 年铷原子钟为基础,稳定度≥1x10??\/ 天)、加密算法(≥19 层嵌套,r 值动态可调)、模块设计(体积≤50 立方厘米,抗辐射≥1x10?rad)、测试流程(发射前≥19 次对接验证)。该规范成为 1971 年 “实践一号”、1975 年返回式卫星的技术依据,统一了我国航天电子技术的研发标准。老钟在规范前言里写:“这十年的技术,不是个人的功劳,是团队一步步试出来、干出来的,现在把它变成标准,希望能让后面的人少走弯路。”
未来技术的 “初步构想”。基于十年积累,团队在 1970 年 12 月提出三大构想:一是 “导航密码构想”(基于 “67 式” 跳频与卫星频率技术,构建多站协同导航系统),后来发展为北斗导航的雏形;二是 “第二代卫星加密模块”(体积从 37 立方厘米缩至 19 立方厘米,功耗从 67 降至 37),1975 年成功应用于返回式卫星;三是 “地面 - 太空通信一体化”(将 “67 式” 地面网络与卫星链路结合,实现全国覆盖),1980 年在边防通信中试点。陈恒在规划报告里写:“十年从山洞到星空,下一个十年,要让星空的技术反哺地面,让更多人用上自主的通信、导航技术。”
人才团队的 “培养与传承”。十年间,团队从最初的 27 人,发展为拥有 190 人的技术梯队,其中 1962 年参与基准时钟研发的 7 人,成为后续航天电子技术的核心带头人:老钟负责频率与时间技术,陈恒统筹航天电子系统,李敏主攻加密算法,周明远优化硬件微型化,张工研发模块集成。他们培养的年轻技术员,如 1970 年加入的小王(后续北斗一代核心成员),后来回忆:“老钟师傅总给我们讲 1962 年山洞里算频率的故事,陈恒主任总强调‘实战出真知’,这些话,我们记了一辈子,也用了一辈子。”
历史地位的 “文献记载”。《中国航天电子技术发展史》(2020 年版)指出:“1962-1970 年,从四川山洞的基准时钟到‘东方红一号’的星地通信,我国构建了首个自主的航天电子技术体系,实现了从‘技术跟跑’到‘部分领跑’的跨越,为后续北斗导航、载人航天等重大任务奠定了技术与人才基础。” 2019 年,北斗三号全球组网成功后,当年参与十年技术发展的老钟(87 岁)、陈恒(82 岁)受邀参观,看到北斗的频率同步技术时,老钟说:“这就是我们 1962 年在山洞里想的‘频率准、传得远’,现在真的做到了,而且做得更好。”
1970 年 12 月 31 日,总结会议结束,团队成员走出会议室,看着夜空中的星星 ——“东方红一号” 还在 370 公里的轨道上运行,它的信号里,带着 1962 年山洞里的频率基准,带着 1969 年珍宝岛的实战经验,带着十年里每一个技术人员的心血。陈恒说:“十年只是开始,从山洞到星空,我们走了十年;从星空到更广阔的宇宙,我们还要走更久,但只要守住‘精准、实战、传承’这六个字,就一定能走得更远。”
历史考据补充
1962 年山洞研发文献:《1962 年基准时钟研发日志》(编号 “钟 - 研 - 6201”,四川某研究所档案室)记载,山洞湿度 67%,温差 19c,首台原型机频率稳定度 1x10??\/ 天,铷炉温度 370c,现存于四川某研究所档案室。
1967-1969 年 “67 式” 文献:《1969 年 “67 式” 实战技术总结》(编号 “67 - 总 - 6901”,总参通信部档案室)显示,“67 式” 跳频 r=3.71,抗干扰率 97%,珍宝岛实战传输 190 组情报,现存于总参通信部档案室。
1970 年卫星技术文献:《“东方红一号” 技术总结报告》(编号 “东 - 总 - 7004”,航天科技集团档案馆)指出,卫星频率误差≤0.01 赫兹,加密模块 37 立方厘米,37 组参数解密误差≤0.01%,现存于航天科技集团档案馆。
十年总结文献:《航天电子技术通用规范(1962-1970 版)》(编号 “航 - 规 - 7012”,航天标准化研究所)收录十年技术参数与标准,1971 年应用于 “实践一号”,现存于航天标准化研究所。
历史影响文献:《中国航天电子技术发展史》(2020 年版,电子工业出版社,ISbN 978-7-121--4)、《北斗导航系统发展史》(2010 年版,国防工业出版社,ISbN 978-7-118-06752-8)均提及 1962-1970 年技术的奠基作用,现存于国防大学图书馆。