在中国科学院国家授时中心，有这样一位科研先锋——中国科学国家授时中心导航与通信研究室饶永南研究员，他专注于提升卫星导航系统播发信号的性能，带领团队构建了守护这张时空网络的“质检中心”，让卫星导航系统播发更优的信号，优化用户接收处理方法，让用户获得更精准的定位。并预警信号使用过程中可能遭遇的干扰、欺骗、性能降级等威胁，让潜在威胁无处遁形。信号质量评估这一看似基础的工作，实则是卫星导航系统稳健运行的“生命线”与“守护者”，为 GNSS 信号的稳定与精准保驾护航。
潜心科研 矢志不渝筑星途
饶永南与卫星导航领域的缘分，始于内心深处的责任与使命感。他博士专业为测试计量技术及仪器，2009年，当饶永南踏入中国科学院国家授时中心时，中国北斗卫星导航系统正迎来关键发展期。彼时，北斗二号区域系统建设如火如荼，国家授时中心一套基于7.3米天线的空间信号质量监测系统已投入运行。年轻的饶永南参与其中，第一次感受到卫星信号质量评估对导航系统性能的决定性影响。
两年后，面对北斗全球系统更高精度、更高可靠性的建设需求，导师卢晓春研究员提出一个更宏大的构想：建设一套基于40米大口径天线的GNSS空间信号质量监测评估系统，为在轨卫星提供“全生命周期健康诊断”。饶永南毅然投身这一工程，将博士课题锁定在信号质量监测评估技术这一全新领域。博士期间的研究工作，让他对 GNSS 空间信号质量监测评估技术有了深入理解，也为他日后的科研之路奠定了坚实基础。
“责任和使命感超越了单纯的兴趣。”饶永南如此回顾当初的选择。博士生涯异常艰苦——他往返于城市与偏远建设现场，带领团队安装设备、调试软硬件、协调技术攻关。在陕西洛南县的昊平观测站，他驻扎在简陋的工棚里，反复验证高增益天线接收信号的精度。“虽然很苦，但看着自己设计的软硬件一件件变成现实，这种感觉实在很美妙。它就像我自己的孩子。”这份执着最终化为国际首个专用高增益大口径天线导航信号测试平台的成功运行。
15年来，饶永南从助理研究员成长为团队带头人，始终致力于GNSS信号产生与接收、PNT 信号可信化监测评估、干扰监测分析、精密测量与误差分离等方面的技术研究。迄今为止，他凭借卓越的科研能力，承担课题十余项，经费近千万元，参与转发式卫星导航试验系统重大专项工程建设，主管经费八千余万元。
基于这些科研项目，饶永南取得了丰硕的科研成果。现已发表论文 40 余篇，申请专利 30 余项。参与试验卫星工程、转发式卫星导航试验系统、全球连续监测评估系统、北斗三号系统等重大工程任务，参与并支撑国家综合 PNT 体系监测评估技术论证工作。近年来，他带领团队研究并开发面向低轨导航增强系统的信号质量评估软硬件设备，为导航载荷的测试、验证和在轨优化提供完备的技术支持和测试评估服务，协助完成信号体制、天线设计、芯片选型、通道畸变等方面的问题定位，有效助推国内低轨导航技术的稳健发展。
在科研创新的道路上，饶永南不断探索前行。他主持综合对接信号质量评估项目，解决了卫星出厂时的信号质量标定问题;开展卫星导航载荷有线连接下的信号测试技术研究，为卫星出厂放行提供依据;最简系统信号质量评估项目，则针对发射后在轨卫星的信号质量分析，开展基于高增益大口径天线接收空间导航信号的北斗组网卫星信号质量评估技术研究，有力保障了卫星组网建设工作。
精研系统 北斗华章耀寰球
2017年，北斗全球组网进入密集发射期。卫星一旦升空，信号异常将直接导致服务降级甚至失效。然而传统监测站受限于天线增益和分辨率，难以捕捉深空中的细微信号畸变。饶永南团队打造的基于40米大口径天线的GNSS空间信号质量评估系统，成为破解这一困局的“国之重器”。
据了解，该系统堪称卫星导航领域的“明珠”，其研发背景，正源于对卫星导航信号质量重要性的深刻认识。上世纪70年代美国GPS开始建设，到了90年代，美国和欧洲学者就发现信号质量问题对定位导航有严重的影响。
该系统由信号监测、精密测量、标校、管理控制、数据综合处理、时间频率参考等多个部分组成，其中坐落于陕西省洛南县昊平观测站的40米大口径抛物面天线是其核心设备。它能够接收L波段、S波段、C波段和X波段的信号，覆盖1GHz至9GHz的频率范围，实现 BDS、GPS、Galileo、GLONASS信号几十万倍的高增益低失真放大，为导航信号功率、频率、相位等十多类信号特征参数的精细分析提供有力的数据支撑。
这一系统的创新性与突破性令人瞩目，它是国际上首个专用的基于高增益大口径天线的卫星导航信号测试评估平台，成功完成了北斗全球系统的信号体制试验和组网建设工作，是国家综合 PNT 体系的重要组成设施，是北斗稳定运行支撑保障系统的核心设备。此外，该系统长期开展脉冲星计时观测与空间目标识别工作，是我国脉冲星时间尺度十分重要的研究平台，也是开展我国空间态势感知、月球与深空探测等前沿科技探索的重要基础设施。
在实践应用中，饶永南和团队完成了北斗全球系统30颗组网卫星出厂、入网和在轨三个阶段的信号质量测试评估工作，帮助解决了功率失配、通道失真和频谱畸变等多项卫星信号问题，有力地支撑了北斗系统的组网建设和在轨优化工作。
回忆起那段紧张而忙碌的日子，饶永南感慨万千。北斗卫星密集发射那两年，团队不仅要运维40米大口径天线进行新发射卫星的测试分析，保障北斗卫星组网工作，还要携带设备奔赴北京、上海、成都等地开展卫星出厂测试。测试厂房无法与外界通信，碰到技术问题很难协商讨论，团队就专门开发各种简便有效的小测试程序来逐一排查。数据量大处理设备少，为了赶进度，团队成员晚上借设备，一人负责两三台电脑流水式操作。这些经历，让饶永南深刻认识到自动化运行的重要性，也促使他们在这一代的信号质量监测评估系统里面必须上并行计算，实现自动化运行。
2019年6月，一场横跨太平洋的联测更彰显其国际影响力。饶永南带队赴加拿大，与托特公司46米天线协同观测，首次实现北斗与GPS、伽利略系统的全球同步信号比对。六昼夜40小时连续作战，团队获取的珍贵数据为北斗国际化服务性能提供了权威背书。
展望未来 科技领航谱新篇
2023年7月，国家授时中心昊平观测站群贤毕至，北斗系统工程总设计师杨长风院士、副总设计师谢军院士等齐聚GNSS空间信号质量研讨会。与会专家高度评价了团队的工作成果，充分肯定了历年来团队为北斗建设运行做出的贡献，同时期望团队以系统和用户需求为切入点面向下一代综合PNT体系建设需求，再接再厉，再创新高。两年来，团队围绕北斗系统运行维护、低轨导航增强系统建设新需求开展技术创新和设备研究工作，开发的低轨导航增强信号评估设备已成功应用于多型实验卫星，帮助解决了信号体制兼容性、星载芯片选型等关键问题，助推中国低轨导航星座建设步入快车道。
对于未来的科研规划，饶永南满怀期待与展望，国家授时中心对信号质量评估方向的发展要求一以贯之，那就是“国内领先，国际一流”。在中心领导的关怀指导下，在团队成员的共同努力下，不管是测试技术层面，还是测试系统层面，他们都拥有鲜明的特色和优越的性能，在导航信号质量评估方向实现了抢占科技制高点的目标。
饶永南表示，只要中心继续落实科技发展规划，持续推进主攻方向和未来技术的研究工作，切实解决国家重大需求，必将获得卓越的成就和长足的发展。他相信，社会在发展，科技在进步，信号质量评估团队也将继续深耕，加快向前。在下一代北斗中，在国家综合PNT体系建设中，同样亦会发出更耀眼的光芒。
十五载光阴流转，饶永南用努力和创新，在卫星导航领域书写了属于自己的传奇。从7.3米到40米天线的跨越，不仅是硬件指标的提升，更映照着中国导航质检能力从追赶到引领的蜕变。饶永南团队构建的“信号显微镜”已成为北斗系统的“健康守护神”，在星辰大海间为中国时空坐标刻下精准刻度，让北斗之光闪耀寰球。
当人类迈向深空、万物互联的时代，他们将持续擦亮观星之眼，因为守护卫星信号的纯净，就是守护亿万用户指路的明灯。
