1980年5月我国向南太平洋海域发射洲际导弹的试验(代号“580”任务),是建国以来国家级主要科学试验之一。这次试验,测控规模之大,技术之复杂,是以往任何试验所不及的。作为试验的一个组成部分,测控系统出色地完成了跟踪测量、信息交换和数据处理等任务,取得了引人注目的成就。笔者当时任测控基地司令部作试处处长。有幸参加了这次大型试验中信息交换、自由飞行段跟踪测量的组织调度工作。如今事隔10年,但当时的情景历历在目,记忆犹新。
测控系统的盛会
1979年底,各参试单位的技术准备Xi作基本就绪,测控系统联调即将开始。为讨论和协调测控系统的联调方法和计划,国防科委确定在测控基地机关驻地渭南,召开洲际导弹飞行试验测控系统联调协调会。基地驻地偏僻闭塞,交通不便,国防科委难得在此召开会议。因此,基地对这次会议格外重视,事先做了大量准备工作。
我负责会务工作。除了忙碌地准备文件、安排食宿交通外,还组织处里的同志绘制了几幅大挂图。其中一张测控、通信系统示意图,画得精致细腻而气势恢宏。这张图的背景是包括中国和弹头落区在内的局部世界地图,颇有立体感。一条红色的抛物线表示弹道,显得十分醒目,在弹道的每个“特征点”上,都画出火箭的工作状态。图上形象地展示出首区、航区、未区承担测控、通信任务的18个台站、9艘舰船、4架直升机的位置,以及信息交换中心与主要台站、测量船的信息交换关系,甚至还详尽地显示出40种、190台套主要参试测控通信设备的分布。这些占满了会场两面墙壁的挂图不但具有实用性(几乎所有的报告人都用一根拉杆式教鞭指着挂图发言),而且为会议平添了一种庄重严肃的气氛。人们一看这些挂图,就会感到任务之宏伟,使命之神圣。
会议于12月19日开始,25日结束。参加会议的各单位和测量通信总体研究所的代表中,有不少是长期从事测控、通信工作的领导和专家。此外,会议还特邀了七机部和总参谋部测绘局的几位大地测量专家。有的同志把这次会议称为测控系统的一次盛会。
与会各单位的代表认真讨论了联调方法和计划,并共同拟定了联调程序。会议的一个特别议题是地心1号坐标系的使用问题。在此之前,我国在火箭飞行试验和卫星发射中,各参试单位按传统习惯使用不同坐标系,这就带来了坐标转换的繁琐与误差。国防科委机关要求从“580”任务起,一律使用地心1号坐标系。总参测绘局的游存义副教授在会上详细介绍了他心1号坐标系,并深刻阐述了统—使用地心1号坐标系的必要性。与会代表一致认为统一坐标系如统一度量衡一样重要,同意从“580”任务开始,将坐标的使用统一到地心1号上来。
深山狭谷中的信息交换中心
1980年春节刚过,带着领导的嘱托,我和调度参谋许四林,通信参谋杨忠亮、董冬良等,住进了设在山沟里的信息交换中心。
信息交换中心,也就是执行卫星测控任务中的渭南测控中心,它由控制计算中心站、通信总站组成。在我国历次卫星测控中,渭南卫星测控中心建树了卓著的功勋。因此,它的所在地——秦岭北麓的一个山间峡谷,成了我国航天测控事业的主要发祥地。在现代化的西安卫星测控中心于1987年建成之前,这里一直是我国航天测控网的中心节点。
峡谷为南北走向,两边悬崖对峙。中间,一道清澈的溪流。小溪以东地势平缓,仁立着控制计算大楼和通信大楼;小溪以西无一块平地,宿舍和食堂依山势而建,纵横错落,颇有山间村落的情趣。前来参观、出差的人无不惊叹山里风景之优美。确实,这里峰峦秀拔;林木繁茂,宁静清幽。但是,山沟远离社会,异常闭塞,生活条件较为艰苦。这里的技术人员年复一年默默无闻地在这个鲜为人知的山沟里辛勤工作,为我国航天事业的发展作出了突出贡献。如今,为了迎接威震嘉宇的洲际导弹飞行试验,他们又投入一场持久的拼搏。
在这次重大试验任务中,信息交换中心的地位举足轻重,它将完成如下使命:组织广州台、北京台(龙关、延庆)、慈利台和渭南台完成与测量船队的岸般通信;中转国防科委指挥所对测量船队的指挥通信;实时汇集和交换发射场、测控站、测量船的测量数据,并向国防科委指挥所发送综合显示信息;向自由飞行段各测控站发送数字引导信息;完成实时引导数据计算和实时落点预报计算,并向测量船发送计算结果;完成自由飞行段弹道事后计算。
为了确保上述使命的圆满完成,信息交换中心除利用原有设备外,配置新设备近百台套。新设备中除两台717一皿型计算机和少量显示设备外,绝大部分是通信设备。其中各种数传机共计31台。增加设备就要相应地增加机房。这是顺理成章的事。而且当时国防科委机关曾主动征求基地关于经费问题的意见。在这种情况下,基地机关和站里的一些同志建议向国防科委打个报告,申请扩建一些机房。一向以节俭著称的司令员思虑再三,没有让这个理由充分的报告出台,未增建一间机房,照样使近百台(套)设备各就各位。一项决策,少了一个报告,却为国家节省了一笔数量可观的资金。
从1979年初开始,新设备陆续运至信息交换中心。到一台,安装一台,大家不过星期天和节假日,有时竟不分昼夜连续进行安装调试。在那段繁忙的日子里,大部分技术骨干一连数月没有下过山。
1979年年底,一个功能齐全的信息交换中心终于建成。
新老计算机联结成网,新设计的程序开始运行,96条话路、19条报路、6个无线电专向、2条卫星通信电路,把信息交换中心与13个参试单位紧紧维系在一起。总体方案中所要求的“三种信道”、“四种速率”、“五种指挥手段”都具备了。与此同时,各参试单位的测控、通信设备也安装调试完毕。至此,一个庞大复杂的信息交换网诞生了。
联调的目的,就是使这个新生的信息交换网正常运行,使它在实时性、可靠性、协调性方面达到指标要求。从1980年2月4日至3月26日,我们和各参试单位的测控同行密切配合、协同工作,共完成不同内容、不同规模的联调57次。记得信息交换中心有一天连续进行了3次联调:上午对发射基地,下午对长春站,晚上对远望1号和远望2号测量船,持续工作20个小时。经过这一阶段的联调,信息交换中。已与13个参试单位之间需要交换的30类、55种信息全部通过了联调检验。
茫茫林海中的长春站
在长春市东南郊的一片茫茫林海中,一些形状奇特的天线掩映在松树林里。这就是长春观测站。它安装有单脉冲雷达、引导雷达、双频多普勒测速仪和计算机等设备,曾多次参加卫星测控和中程导弹飞行试验的测量。在“580”任务中,它与胶东。渭南、湘西等站共同完成从头体分离至弹道最高点的前自由飞行段的跟踪测量。
长春站的单脉冲雷达,是我国导弹、卫星测量中一种重要的精密跟踪设备。在洲际导弹飞行测量中,主动段、自由飞行段和再入段都有单脉冲雷达。
1968年,经过第14所技术人员和工人师傅三个寒暑的忘我工作,第一台单脉冲雷达在句容整架场诞生了。长春站的一台,是这个家族中的第4名成员。这台雷达于1970年9月底运抵长春站,安装、调试仅用了一个半月。 11月 23日,在一次中程导弹发射试验中初试锋芒,获得了贵如珠玑的测量数据。
1979年,为满足中程导弹定型和洲际导弹飞行试验的需要,国防科委决定对长春站的单脉冲雷达和连续波雷达进行精度鉴定。我被派往长春站参加鉴定的组织工作。精度鉴定由基地和测量通信总体研究所共同完成,以校飞方式进行。鉴定分队设两个工作点,为长春以东永吉县的二甲营和岔路河。二甲营是林区,鉴定分队住在驻当地通信部队的一间宿舍里。这间宿舍很大,屋内两排大炕容纳了鉴定分队的30多人,大家把它称为“东北第一大炕”。岔
路河是一个小镇,鉴定分队住在镇上,但设备却开设在河对面一片野草丛生的墓地里。每晚工作完毕,都留两名战士看守设备。住的帐篷架设在两个坟头之间。我曾问他们睡在这里是否害怕,他们说:“醒着有点害怕,睡着了就不怕了。”
校飞于夜间进行。飞机由公主岭机场起飞,从长春站、二甲营和岔路河上空飞过,各种设备同时跟踪飞机,分别录取数据供事后进行处理。从9月14日到10月24日,共校飞9架次,35个进入,达到了预期目的。校飞结束后我们又组织技术人员对长春站的单脉冲雷达进行了标定和校准,使其处于最佳状态。这部雷达在后来的中程导弹定型和洲际导弹飞行试验中发挥了巨大作用。
圆满攻克测控软件设计任务
设备和软件,被称为测控系统的两翼。要使庞大复杂的测控系统得以正常运行,必须有一套高水平的软件。70年代,测控系统多次圆满完成了卫星测控任务,在软件设计方面取得一定经验,尤其是轨道确定软件、控制软件和回收软件,在精度和可靠性方面都与当时国际先进水平相当。为了设计信息交换中心的应用软件,基地技术处轨道室成立了一个由十余名优秀软件设计人员组成的“580”软件组,由祁思禹任组长。这个小组经过两年的辛勤工作,完成了我国当时规模最大的实时信息交换应用软件,为洲际导弹飞行试验中测控任务的圆满完成作出了突出贡献。
收发信软件是整个信息交换软件的重要组成部分。它的设计者是工程师陈孝荣。陈孝荣毕业于中国科技大学地球物理系,曾长期在湘西站从事软件工作,在实时软件设计方面颇有造诣。在收发信软件的设计与调试中,陈孝荣既发挥了聪明才智,又付出了艰辛的劳动。有一次我到计算机房了解信息交换中心与测量船的信息接口情况,正好碰到炊事员送饭到机房。坐在操作台上的陈孝荣端着一碗米饭,边吃边问我:“这是午饭还是晚饭?”对于他的发问我
没有感到过分诧异。自从收发信软件开始调试以来,他常常一上机就是连续工作十多个小时,加之有空调的机房总是门窗紧闭、拉着窗帘,分不清昼夜也不足为奇。4月的一天,信息交换中心与测量船进行联调,当时山里已是鲜花竞放、百鸟啼鸣的和暖天气,但陈孝荣却穿着大衣走进机房,原来他正在发高烧。对测量船的联调不能没有他。他忍着病痛坐在操作台上,像往常一样全神贯注,一丝不苟。
在洲际导弹试验测控任务中,工程师谭吉发担当一名如同乒乓球队中陪练员的角色。他负责设计的软件叫做模拟软件或仿真软件,是专门用来检查“实战”软件的,是为“实战”软件服务的。他的软件巧妙地建立了整个测控系统的数学模型。有了这个数学模型,不必兴师动众,只要一台计算机就可以模拟测控系统从导弹起飞到溅落的全部工作过程。模拟软件功能齐全、花样繁多,能够逼真地模拟航区所有测控站、测量船的弹道数据和遥测数据。甚至能够惟妙惟肖地模拟设备转换、信号丢失和出现“野值”等异常情况。信息交换中心的软件在设计和编辑中难免有错误和隐患,这些错误和隐患,90%以上是利用模拟软件诊断出来的。
工程师汤锡生不但精于软件研究与设计,而且具有创新精神。在实时引导数据计算和实时落点预报计算中,他大胆吸收了人造卫星轨道计算方法而形成了“大弧段平滑”方案。这个方案充分利用了测控站的测量数据和人造卫星轨道计算的成功经验,经实践验证具有相当高的精度。任务完成后,汤锡生在中国宇航学会的一次专业会议上宣读了他撰写的关于“大弧段平滑”的论文。独到的见解,严密的推导,满意的结果,得到与会专家的一致赞许。
难忘的五月十八日
1980年5月18日是向太平洋海域发射洲际导弹的日子。凌晨3时,供指挥所人员休息的3个房间的电话铃同时响了。这是电话总机按约定向指挥所发出的起床信号。我和许四林、杨忠亮、董冬良等迅速起床,带着执行任务所需的各种本册,沿山路走向指挥大厅。当时夜色尚暗,山沟里异常宁静,只有淙淙的溪流依稀可闻。时值槐花盛开,夜空里弥漫着槐花的清香。
指挥大厅位于控制计算大楼的二楼,也称中央控制室。大厅正面的高处是8块大型“X-Y”函数记录仪,用以显示导弹的弹道坐标、高度曲线、速度曲线、弹下点轨迹等。函数记录仪下面,调度台、监控台、指令台呈一字形排开,统称指挥台。
我们在指挥台前各就各位,董冬良开始调电路。对测量船的电路很快就调通了。我们首先向船上指挥所的同志致以亲切的问候。由于当时使用的语言保密机有些失真,凡是测量船出来讲话,总是伴随着一种类似水中冒气泡的声音。指挥所的同志们开玩笑地说:“测量船的声音是从水里传出来的。”尽管失真,由于经常在调度中“相见”,测量船只要出来讲话,我们就能立即分辨出是谁的声音。
5时整,发射区下达了“5小时准备”口令。王盛元司令员和郝岩副参谋长到机房作了最后一次检查,对关键部位的同志—一提出了要求。他们反复强调要沉着冷静,不要紧张。
“5分钟准备”口令一下,大厅里顿时变得庄严肃静,函数记录仪“归零”,显示器“清屏”,董冬良轻轻对身边的许四林说:“对远l、远2数传效率百分之百。”测控总体工程师巫致中、周平凝视着显示器上的链路监视信息。指令台前,指令员于超仁、王文宝将手放在键盘上,准备向测量船发出第一道指令。
“起飞!”来自发射首区的洪亮口令打破了发射前的短暂沉寂。显示器上显出了起飞时间,8台函数记录仪同时启动,表明火箭腾空而起,一次举世瞩目的飞行开始了。
信息交换中心收到发射首区传来的起飞时间和实测弹道数据后,立即向各测控站和测量船转发。接着,沾益、长春、渭南、胶东诸站相继跟踪目标,各种测量数据络绎不绝地传到信息交换中心。信息交换中心边接收边计算。各种监视显示信息表明,火箭飞行正常。
汤锡生等利用“大弧段平滑”方案准时计算出测量船的引导数据,并利用不同信道发往测量船。大约火箭起飞后6分钟,祁思禹从大厅的侧门进来了,他交给我一张打印纸,是落点预算结果。我一看,与理论落点十分相近,立即交给王盛元司令员。司令员审阅后郑重地签上名字,果断地说:“上报。”
我面前的显示屏上,终于出现了测量船的数据。抬头再看函数记录仪,代表火箭实际运行的红线与事先标出的、代表理论数据的蓝线紧紧吻合,那块绘制弹下点曲线的记录仪上,红笔拖着一条红线在地图上平稳地移动。红线向着南太平洋缓缓延伸。终于,红笔停了,在事先用蓝线标出的方框中央重重地打上了一个红点。与此同时,调度里传出来自南太平洋的声音:“火箭落水,命中目标。”
当落区打捞数据舱的时候,信息交换中心组织数据重发、事后数据处理的工作也在紧张进行。中午,试验工作圆满结束。在岸船结束联络之前,信息交换中心利用调度向测量船宣读了热情洋溢的贺辞。
(选自《回忆史料》,收入本书时作了删节)