80后高冷美女博導：美國想破解北斗系統(tǒng)還不如造時光機

PARADISEBIRD

前段時間，80后美女博導徐穎的演講視頻火爆網(wǎng)絡！

談及所謂“清華女生破解北斗”的新聞，她淡淡回應：

她只是破譯了北斗的民碼信號的偽碼序列，而要破解軍碼系統(tǒng)的話……

我們可能建議一些更簡單的方式，那就是造時空穿越機穿越回到北斗軍碼設計的時候在旁邊偷聽好了。這個技術難度都比從技術上來破解北斗軍碼更容易一些。

到底什么是北斗？美女博導徐穎跟北斗有啥關系?

▲ 徐穎

這么說吧！

如果沒有了百度地圖，很多年輕人“連北都找不到”；

　　

如果沒有車載導航，汽車繞路的尾氣排放，可能讓霧霾再次將北京吞沒；

　　

如果沒有GPS定位，現(xiàn)代信息化戰(zhàn)爭就是蒙著眼睛在打仗。

　　

小的時候我們都知道，北斗七星呈勺子形狀，古人根據(jù)初昏時斗柄所指的方向來決定季節(jié)，夜觀星象，繁星滿天，只有北斗最亮，如今的北斗是被摘下的星星，化身為北斗導航系統(tǒng)，而“執(zhí)勺之人”中，就有徐穎。

如果說北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是“高冷”的，那是因為與真正的北斗星相比，它們分布在離地面2萬多公里的高空上，不發(fā)光不發(fā)熱，全天候、全天時為我們提供高精度、高可靠的定位、導航、授時服務。

高冷的美女博導，其實走逗比路線還是資深段子手

“當我和不太熟的人接觸時，看起來有點兇，有點高冷，熟悉之后比較外向，話比較多，朋友說我是走逗比路線的”，徐穎這樣評價自己。

徐穎是中科院光電研究院的研究員，她長期參與北斗衛(wèi)星地面系統(tǒng)研發(fā)。2009年博士畢業(yè)于北京理工大學信號與信息處理專業(yè)，同年到中科院光電研究院工作至今。

　　

在生活中她是個善于用玩笑來調節(jié)壓力的人，單看她的外表你會以為是90后的小姑娘，但內心藏著一個資深段子手，在她的朋友圈中有這樣一段話：“什么是‘眼前的茍且’以及什么是‘詩和遠方’它們分別是你的淘寶購物車和收藏夾�！�

是不是感受到了笑CRY的心情？

科研學者需要堅韌的意志，哪怕結論被證明是錯的也是科學發(fā)現(xiàn)

2007年徐穎讀博士開始接觸北斗接收機，之后一直從事衛(wèi)星導航工作，在職期間個人承擔的項目總經(jīng)費超過5000萬元，結合中國科學院導航總體部在國家二代導航專項中承擔的任務，研究了復雜環(huán)境下輔助北斗系統(tǒng)實現(xiàn)連續(xù)高精度定位的多源融合導航增強技術。

對于徐穎來說，科研最大的樂趣在于發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的過程，她說：“整個研究就是不斷發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的過程，之后可能又會發(fā)現(xiàn)新的問題，再發(fā)現(xiàn)，再解決，這讓我覺得充滿挑戰(zhàn)，非常高興�！�

“有人說科學研究是無底洞，我認為這是不準確的，科學研究是不是無底洞主要看你是否想做一件事情，如果一生堅持做一件事情，并能為之奮斗終生不應該用無底洞來形容，那應該是你的目標上一直有燈塔激勵你前進。”

　　

作為科研學者，需要堅韌的意志，做一件事情要堅持到底，中間不管遇到什么樣的困難都不能輕言放棄，哪怕最后的結論被證明是錯的，這也是一個科學上的發(fā)現(xiàn)。雖然科研工作者確實相對清貧，這是非�，F(xiàn)實的問題，但是他們更對研究有更大的興趣，并且能夠耐得住寂寞，即使是清貧，也會保持一顆平常心，想好自己要什么，制定規(guī)劃持續(xù)的走下去。

永遠不要遺忘女性，外表并非女性唯一的籌碼與武器

一個國家建立之初，永遠不要遺忘女性，女性可以創(chuàng)造的奇跡是人無法想象的。外表并非女性唯一的籌碼與武器，弱小身軀下暗藏的巨大能量，猶如讓人無法呼吸的巨浪，拍岸而來。

　　

就算是當今經(jīng)濟水平十分發(fā)達的國家也無法否認，女性在各方面處于劣勢的地位。在歐洲，收入低的女性要承擔高額的稅收，政府這樣做，就是希望女性能夠在家“相夫教子”，讓男人掙錢養(yǎng)家；在自然科學研究領域，女性科學家人數(shù)比例雖有增長，但仍被認為是一塊鹽堿地，甚至電視劇中也會有刻意丑化女性科學家的形象，認為他們木訥呆板，沒有談過戀愛，有社交恐懼癥等等。

　　

我國的情況又是如何呢？

　　

徐穎表示了她的看法：“作為女性來講，在整個社會中，在找工作中無可避免地有區(qū)別對待，但這是正常的現(xiàn)象，女性在某一方面有特長，也會在其他方面有弱項，整體上大環(huán)境是很公平的，至少在我工作的環(huán)境中，沒有因為我是女性而對我投來質疑的眼光，如果有質疑的聲音，一定是因為科學工作的不足所引起的。而且我的工作沒有太多限制，女生也是可以做的。焊電路板，裝設備，男生能做的，女生也能做。”

　　

不論是個人性格成長，價值觀，還是事業(yè)的發(fā)展，人際交往，我國的女性科學家并非人們想象中的樣子，她們是妻子、孩子、母親是為祖國奉獻的科研工作者，她們堅守自己的崗位，對得起自己的研究；她們希望對社會有所貢獻，埋頭于艱難的科學實驗；她們個性不同，但都十分嚴謹、做事條理清晰；她們能夠照顧好父母親人，教育好自己的子女，這就是女科學家的真實形象。

　　

作為青年的女性科學家，徐穎在生活中幽默風趣，能夠用輕松愉悅的方式解決生活中的小困難，放松心情；在工作中，能夠秉承老一輩科學家的堅韌精神，以更加明確的目標激勵自我，是新一代女性科學家的閃光點�！氨倍贰睍�如灼日星辰照亮我們的生活，照亮科研的前行之路。

以下是演講文字版：

前幾天我去一個同學家里玩，他們家小姑娘來問我說，“阿姨，我怎么才能讓我爸爸看不到我的手機位置信息呢？如果把我的手機卡取下來之后，我的手機還能夠定位嗎？”

在這里，我可以明確地告訴大家，取下手機卡以后，手機依然能夠定位的。這是因為我們大家都知道我們手機當中定位采用的是衛(wèi)星導航系統(tǒng)，與我們手機移動系統(tǒng)沒有關系的。

衛(wèi)星導航系統(tǒng)，它是距離我們一群兩萬公里的星星，它們不會發(fā)光也不會發(fā)熱，甚至肉眼沒有辦法觀察到它們，為我們提供著位置服務。衛(wèi)星導航系統(tǒng)簡稱為GNSS系統(tǒng)，在GNSS俱樂部中一共有4位VIP會員，除了大家所熟知的美國GPS系統(tǒng)以外，包括俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)、歐盟的伽利略系統(tǒng)以及我們國家自主建設的北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)。

北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，是我們國家自主建設的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，現(xiàn)在正處在建設和應用推廣的階段，由五顆靜止軌道衛(wèi)星，和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)預計將在2020年左右提供一個全球性的服務。

在GNSS俱樂部中，會員小伙伴們最關心的是什么？大家最關心的頻率資源問題。頻率資源是一種國際上公用的資源，頻率資源不是你想買，想買就能買的，所有頻率資源都要向國際電聯(lián)提出申請，由國際電聯(lián)進行劃分。就像我們高速公路車道一樣，每一個系統(tǒng)都有它自己的車道，不然的話大家會發(fā)生撞車的情況。

在衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設的初始階段頻率資源相對比較充沛，建設相對比較早的GPS系統(tǒng)和GLONASS系統(tǒng)不存在頻率資源的沖突問題。到了北斗系統(tǒng)和伽利略系統(tǒng)建立的時候，頻率爭奪戰(zhàn)就非常明顯了。當時伽利略系統(tǒng)其實提前申請了這個頻率資源，但是大家知道后來歐洲出現(xiàn)了經(jīng)濟危機，所以伽利略系統(tǒng)資金鏈斷了，他們當時發(fā)射了這個衛(wèi)星，占領了這個軌位，但是并沒有發(fā)射這個頻率的信號。根據(jù)國際電聯(lián)“先到先得”的規(guī)定，哪一個國家能夠先把這顆衛(wèi)星發(fā)射上去，并且這個衛(wèi)星向下發(fā)射了這個頻率的信號，以后這個頻率資源就是你的了。

在這樣情況下， 2007年4月17號就是北斗所申報的頻率資源的最后期限，所以要求北斗試驗星必須提前發(fā)射，這在我國航天史上是非常罕見的。

通常衛(wèi)星發(fā)射只有延遲，沒有提前，因為提前會帶來一系列的問題。但是經(jīng)過各個部門的配合之后，為了爭奪這個頻率，在4月14號的時候，這一顆火箭已經(jīng)成功在發(fā)射中心準備進行發(fā)射了。在4月14號的凌晨4點07分，現(xiàn)場又發(fā)現(xiàn)新的問題，火箭有一個連接器沒有按照規(guī)定脫落，如果三分鐘內不能解決這個問題的話，對火箭、衛(wèi)星甚至發(fā)射場都會是滅頂之災。

當時的發(fā)射指揮員在一分鐘之內下了7道指令，4點07發(fā)現(xiàn)的問題，4點11分的時候，火箭帶著我們北斗試驗星成功升空。4月14日發(fā)射了北斗試驗星，4月15號時候衛(wèi)星實現(xiàn)變軌，4月16號衛(wèi)星開始向下發(fā)送信號，在距離4月17號北斗申請的頻率資源失效前24個小時內，中國正式啟用了北斗申報的頻率資源，也就此拉開了北斗全球系統(tǒng)建設的帷幕。

在一個風雨交加，電閃雷鳴的夜晚大家喜歡做什么事情？我自己比較喜歡看恐怖片，那樣比較有感覺。雷電和恐怖片更配哦，那么雷電和什么不般配呢？不錯，就是衛(wèi)星發(fā)射。衛(wèi)星發(fā)射的時候，火箭箭體中裝滿了燃料，一點點火花就能引起箭體的爆炸。1987年，美國大力神火箭就曾在大雨中發(fā)射，升上天空一分鐘后就在空中遭到雷擊，發(fā)生了爆炸。

所以，通常遇到雷電的時候，衛(wèi)星發(fā)射是會推遲的，但是在2011年7月，北斗第9顆衛(wèi)星發(fā)射時也是一個電閃雷鳴的天氣，它卻在等待著發(fā)射，為什么明知山有虎偏向虎山行呢？

這是因為北斗系統(tǒng)不是一個單顆衛(wèi)星，而是一個組網(wǎng)星座。對于組網(wǎng)星座而言，每一顆衛(wèi)星都要有既定位置，北斗系統(tǒng)不僅要求把這顆衛(wèi)星發(fā)射到哪一個軌道，還要求這一顆衛(wèi)星在軌道中的既定位置，要滿足這樣的條件必須有發(fā)射窗口，而這一天就是一個不可多得的發(fā)射窗口，如果錯過這天的機會，有可能推遲四個月，甚至推遲一年才能夠迎來新的一個窗口。

北斗系統(tǒng)當時正在如火如荼建設過程當中，如果推遲發(fā)射的話，進程必然會延誤，帶來的經(jīng)濟損失不可估量。當時的指揮系統(tǒng)決定冒雨發(fā)射，在兩次雷電的間隙，發(fā)了。非常幸運，北斗第9顆衛(wèi)星升空了。在同年年底北斗開始試運行。現(xiàn)在，北斗系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)射了22顆衛(wèi)星，已經(jīng)能夠為中國以及我們周邊地區(qū)提供非常穩(wěn)定的導航定位服務。

大家可能會問北斗系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)射這么多顆衛(wèi)星，北斗到底有什么用呢？首先，業(yè)內有這樣一句名言：“衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的應用只受想象力的限制”，毫不夸張的說，作為典型的國家重器，它就像我們水、電、還有公路一樣，是我們社會建設基礎的保障。歐盟曾經(jīng)做過估算，衛(wèi)星導航服務中斷2天就會給整個歐洲帶來超過10億歐元的損失。下面我們來看一下北斗應用的相關視頻。

這是北斗系統(tǒng)一些典型應用，這個是藏羚羊遷徙，北斗系統(tǒng)保護野生動物；大興安嶺發(fā)生火災，北斗系統(tǒng)能夠為營救人員提供方位和方向的服務；這是北斗系統(tǒng)用于精確打擊；這是北斗用于海洋漁業(yè)，在海洋上我們所用的通信定位手段都非常少，有了北斗衛(wèi)星導航，能夠有效保障漁民的生命安全；這是北斗系統(tǒng)用于大型車輛定位和監(jiān)控；這是北斗系統(tǒng)用于我們精準農(nóng)業(yè)，在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化當中我們可以用北斗系統(tǒng)非常精密的控制；這是北斗系統(tǒng)用于我們大型集裝箱航運和海運。

以上這些只是北斗系統(tǒng)應用非常基本的方面，在這里，我想重點強調一下我們剛才看到的海洋漁業(yè)的應用。在這個應用中，北斗系統(tǒng)不僅提供了位置、導航和授時這樣的功能，而且還提供通信功能，漁民在海上能夠用北斗系統(tǒng)發(fā)短信，報平安。通信功能到底有什么用呢，這里我想引用一下美國GPS之父帕金森教授的一句名言，他曾經(jīng)這樣盛贊北斗的導航通信一體化功能：“既能夠知道你在哪里，也能夠知道我在哪里，這是多么美妙的體驗�！�

那么通信到底有什么用呢？給大家舉一個簡單的例子，大家都看過《魯賓遜漂流記》吧，如果有一天一個人漂流到了孤島上，能怎么辦呢？如果這個時候他選擇的是GPS，他只能知道自己在什么位置，無法通知別人前來救援，所以他還是只能夠在荒島上求生。

如果我們用的是北斗系統(tǒng)，情況完全不一樣了，我們既可以知道自己位置在哪里，而且還能夠把我們位置發(fā)送到方圓幾十公里、幾百公里甚至千里之外的人。相信我，如果你選擇了北斗定位系統(tǒng)，你很快就可以在救援船上和你手持GPS的小伙伴說拜拜了~

我們講了這么多北斗系統(tǒng)非常好用，而且可用，為什么現(xiàn)在好像在生活當中我們大家似乎很少用北斗，好像GPS多一點。GPS衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)比北斗系統(tǒng)早建設了大約20年，20年的歷史鴻溝不是我們一朝一夕技術能夠填補的，GPS系統(tǒng)的應用推廣都已經(jīng)非常成熟，比如現(xiàn)在最便宜的GPS芯片可能大約兩美元左右，而北斗系統(tǒng)的芯片價格由于量產(chǎn)等原因可能仍然普遍在百元左右。用不起制約著北斗發(fā)展，但是用不起不是制約主要因素，不敢用、不想用，這才是制約北斗發(fā)展的重要原因。

北斗系統(tǒng)從誕生到現(xiàn)在，雖然已經(jīng)通過多方面證明，精度和可靠性，完全不輸GPS導航系統(tǒng)，但是人們對北斗系統(tǒng)有著種種質疑。這是網(wǎng)上大概2011年左右傳得比較沸沸揚揚的新聞，當時媒體使用的標題是“清華女生破解北斗送給美國”，或者是“北斗上百億的投資打水漂”等等，比較聳人聽聞。

那么北斗真的如此不堪一擊嗎？當然不是。事實上真正不可靠的是GPS系統(tǒng)。因為GPS系統(tǒng)只被我們開放了民碼，而且GPS民碼信號戰(zhàn)爭時候很容易說變就變，為了保障自主權，歐盟建設了伽利略系統(tǒng)。對我們來講也是如此，為了保障我們的可靠性，我們國家開始建設屬于我們自己的北斗系統(tǒng)。

我們回到清華女生破解北斗這個新聞上，實際上她只是破譯了北斗的民碼信號的偽碼序列。

首先第一點，北斗建設過程當中，民碼的設計和GPS、伽利略都是一脈相承的，并沒有特殊設計。我國希望全世界人民都能使用北斗，不僅是中國的北斗，也是世界的北斗。她想破解這個沒有經(jīng)過加密的民碼信號，首先是沒有技術難度的。從科學研究的角度來講就是一個信號檢測與估計的問題。事實上2012年的時候，我們國家已經(jīng)公布了北斗的ICD文件，告訴了大家我們的民碼格式。

除了民碼之外，北斗還有軍碼，軍碼經(jīng)過了加密等特殊設計等，這是穩(wěn)定可靠的。如果想破解軍碼系統(tǒng)，我們可能建議一些更簡單的方式。那就是造時空穿越機穿越回到北斗軍碼設計的時候在旁邊偷聽好了。這個技術難度都比從技術上來破解北斗軍碼更容易一些。所以，大家要相信我們北斗系統(tǒng)非常好用，而且非常穩(wěn)定的。

作為一個衛(wèi)星導航的普通科研工作者，我們相信北斗這一艘巨輪在大家支持下，在我們的不懈努力下一定可以繼續(xù)乘風破浪走向世界，謝謝大家。（完）