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“我的手机好像总是跟我说 ‘GPS信号弱’,但是我从来没有听它说过‘北斗信号弱’,我的手机是不是就没有北斗?”

视频中,北斗导航系统科学家徐颖以大众对北斗最常见的疑问开场,开始了她的科普讲座。她今年36岁,在中科院空天信息创新研究院担任研究员、博士生导师。讲座由中国科学院与“两弹一星”纪念馆联合举办,是系列科普讲座中的一期。

在设问之后,徐颖解释道,北斗导航系统应用其实非常广泛,是继GPS、格洛纳斯GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。在技术层面,北斗的精度不输GPS,还有其他卫导系统不具备的通信功能。只不过,由于GPS全称叫Global Position System(全球定位系统),人们习惯于用GPS指代所有的定位系统,而有些人手机里其实安装了北斗,但并不了解这一点。

严肃清晰的开场之后,徐颖放松地调侃:“当然,我们也不希望大家总听到‘北斗信号弱’。”台下一阵笑声,气氛热络起来。而在后续的讲解中,徐颖总是能够用轻松有趣的方式阐释北斗相关知识,脱口秀式的科普受到学生们的好评。

2022年初,中国科学院大学将讲座内容和现场问答制作成30条短视频,陆续上传到官方抖音号@国科大 上。受众由国科大的少部分学生扩展为抖音网友,同样受到广泛欢迎。目前,该系列科普短视频已吸引超过3200万人次观看,成为国科大抖音号播放量最多的视频合集。

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北斗系列科普短视频 来源:@国科大 抖音合集

打造“守护国门的金钥匙”

GPS系统很好用,为什么中国不能直接使用,还要自己建设北斗?

在抖音视频中,徐颖引用一位北斗纪录片编导的一句话,将卫星导航定位系统比作“一把守护国门的金钥匙”。“自己家的这把金钥匙一定要握在自己人的手中。”

很多大国都想拥有自己的卫星导航定位系统,这也是俄罗斯在经历苏联解体、经济滑坡等一系列的困难后,仍然坚持建设格洛纳斯系统的原因。1994年,北斗系统开始建设,2003年,北斗试验系统,也就是北斗一号系统终于建成,使中国成为继美、俄之后第三个拥有自主卫星导航系统的国家。2004年,北斗二号开始建设。

之所以继续建设北斗二号,是因为北斗一号属于有源定位系统。

什么是“有源定位系统”?徐颖借用科幻小说《三体》中的“黑暗森林法则”,帮助大家理解:每一个文明都会尽量在宇宙中隐藏自己的位置,一个文明亮出位置,就像是在一片黑暗森林中亮出了一片火光,它立刻就会被争夺资源的高阶文明干掉。

“从信号的角度讲,只要你对外发出了信号,我就很容易通过三点定位的方式把你的位置找出来。北斗一号的接收机是有源的,所以它就有暴露用户位置的风险,在某些特殊领域中,它相对受限。”徐颖在抖音视频中说。

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徐颖科普视频片段 来源:抖音@国科大

相比北斗一代,二代系统变成无源系统,用户只接收信号,不会暴露自己的位置,而这种采用广播的方式使得系统的用户容量不受限制,因为对它来说,“10个人听广播和100个人听广播是一样的。”徐颖在视频中解释道。

2012年,北斗区域系统建成,成为北斗二号。2020年7月31日,北斗全球卫星导航系统正式开通,也就是今天的北斗三号。

北斗三号开通之前,曾有投资机构找到徐颖求助。“有公司说他们有北斗三号明码的使用权,至少能估值三个亿。”徐颖提醒大家:北斗三号的明码是免费使用的,任何人有兴趣的话,都可以到北斗官网上下载一个北斗的sat文件,使用北斗的明码服务。

除了面向军方的“军码服务”,“不管是谁跟你说北斗的明码服务要收多少钱,都是不靠谱的。”徐颖说,这是北斗系统的“开放”原则决定的。为了使民用用户更好地使用所有的导航系统,北斗系统和其他卫导系统一样,设计时遵循兼容原则,使不同系统的信号能够互相操作。

除了开放兼容,北斗的另一个重要原则就是“自主”,所有天线、射频、基带、原子钟和用户终端,都100%国产化。“核心关键技术永远求不来,要不来,只能靠自己,只有核心关键技术不依赖于其他国家,你才能够叫做真正的独立自主。”徐颖在视频中讲道。

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徐颖科普视频片段 来源:抖音@国科大

人们常常说北斗系统是“大国重器”,它有两层含义:第一,只有大国才有技术实力和经济实力来构建这样的系统;第二,它对国家的国计民生关系非常重大。

徐颖在视频中介绍,在行业服务方面,北斗系统已全面应用于交通运输、公共安全、应急管理、农林牧渔等行业,融入电力、金融、通信等基础设施。南海有超过70%的渔船安装了北斗系统,解决了渔民因为海上没有基站而无法与外界联系的困境。在交通领域,两客一危系统强制安装了北斗系统,以求更好地守护公共安全。

科普需要更多“徐颖”

北斗系列视频在国科大官方抖音号上发布后,受到网友们的好评,吸引超过3200万人次观看。有人感叹,这才是我们应该追的明星。有人则开玩笑称,看了这些抖音科普视频,约等于上了国科大。还有家长跟即将高考的儿子分享这些视频,希望对方之后走上科研道路。

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部分网友留言 来源:抖音@国科大

在视频中,徐颖不仅向观众普及了北斗相关知识,还交流了科研经历和她对于科普的看法,展示了科学家少为人知的一面。她说起自己读博的“悲惨”经历,“博士毕业的时候都挺难的,都要做好在实验室打个地铺然后掉一层皮的准备。”她所在的信号与信息处理专业,理论上四年半就能硕博连读毕业,但徐颖花了六年时间才完成学业。

正是读博期间,徐颖开始以基层研究者的身份,跟随导师接触北斗相关项目,逐渐进入北斗导航系统研发领域,前后经历了北斗二代应用、北斗三代组网卫星首发和北斗PNT体系论证等一系列北斗导航领域的里程碑事件。徐颖则从一名科研新手成长为中科院光电研究院导航技术室副主任,并在32岁那年,成为中科院最年轻的博士生导师。

在科研之外,徐颖也致力于和公众对话。她经常被记者问到,北斗相比国外其他的卫导系统,有什么劣势和不足?徐颖认为,北斗“最大的不足”就在于比GPS晚了二三十年,在应用的成熟度和推广的普及度上不如GPS。这正是她坚持做科普的原因之一。

2016年,她因为脱口秀式的科普视频走红,播放量超过2000万次。《人民日报》发文说:“科普需要更多徐颖。”在抖音系列科普短视频中,有学生问到科研与科普的关系。徐颖回应称,自己的本职工作是科研,这一点不会变,但科普也很重要。

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徐颖科普视频片段 来源:抖音@国科大

“我们觉得科普很重要,但是科普不是一个人或者几个人、几十个人能做的事情。科研工作者应该站出来面向公众讲一些自己最熟悉的领域。”徐颖在视频中说道。她坦言,希望有更多的青年科学家能够出来,给大家讲述自己的科研领域,前沿动态和发展前景,给大众带来更多的科普资源,这样每个人花的时间也能少一些。

而在短视频平台,科普的势能被放大。正是在徐颖这场科普讲座的2019年,她所在的国科大注册了官方抖音账号,并迅速成为重要的科普平台。目前,“国科大”抖音粉丝已经超过100万,中科院物理所粉丝超过275万。

除了高校和科研院所,众多科学家也加入进来,比如中科院物理所研究员曹则贤同济大学退休教授吴於人等。他们凭借丰富而有趣的科普视频,在抖音等平台收获众多粉丝。

而在抖音和中国科协科创中国”联合出品的系列演讲栏目《院士开讲》中,来自中国科学院和中国工程院的10位院士分享了多个领域的前沿科技,系列演讲内容多次受到外界关注。

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国科大和《院士开讲》抖音主页

这些内容的涌现,使得短视频成为重要的知识传播载体。相关数据显示,过去一年,泛知识内容在抖音平台增长迅猛,播放量年同比增长达74%,已占平台总播放量的20%。

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