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經(jīng)過不懈努力，陳芳允和團(tuán)隊在祖國的東西南北設(shè)立了4個多普勒測量站。不久后，他們提出了比較完整可行的技術(shù)方案，終于將衛(wèi)星測控系統(tǒng)研制成功。
當(dāng)測控網(wǎng)指揮著“東方紅一號”在高空奏響《東方紅》樂曲，同時準(zhǔn)確無誤預(yù)報出衛(wèi)星飛經(jīng)世界多個城市上空的確切時間時，舉國上下都在歡呼!“東方紅一號”的成功發(fā)射，使中國成為繼蘇聯(lián)、美國、法國和日本之后，第五個用自制火箭發(fā)射國產(chǎn)衛(wèi)星的國家。
1986年3月，陳芳允和王大珩、王淦昌、楊嘉墀三位科學(xué)家聯(lián)合向中央提交了《關(guān)于跟蹤研究外國戰(zhàn)略性高技術(shù)發(fā)展的建議》。這就是后來讓中國科技騰飛的“八六三計劃”。
這一年，美國將建設(shè)中的GPS全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)開放民用，而彼時的'中國，剛剛完成第一顆通信衛(wèi)星的發(fā)射，僅邁出了第一步。陳芳允意識到，中國也必須有自己的導(dǎo)航系統(tǒng)，才能擺脫受制于人的局面。
陳芳允憑借中國剛剛掌握的地球同步軌道衛(wèi)星技術(shù)，提出了一個創(chuàng)造性的打破傳統(tǒng)的科學(xué)設(shè)想，后來被稱為“雙星定位”。
為了驗(yàn)證這個設(shè)想，陳芳允帶著研究小組輾轉(zhuǎn)多地的衛(wèi)星測控站，利用通信衛(wèi)星的空余時間做試驗(yàn)。每天的24點(diǎn)到凌晨2點(diǎn)，是測試唯一能利用的時段，于是熬夜成了他們的家常便飯。
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1957年，蘇聯(lián)將世界上第一顆人造衛(wèi)星送入太空后，陳芳允對其進(jìn)行了無線電多普勒頻率測量，還計算出它的運(yùn)行軌道參數(shù)。
1958年，他轉(zhuǎn)向脈沖技術(shù)研究，成功研制出國際領(lǐng)先的毫微秒脈沖取樣示波器。1963年，他參加論證并提出我國脈沖鑒別器的試制方案，合作研制出原子彈爆炸測試用的多道脈沖分析器，該儀器在原子彈的爆炸試驗(yàn)中發(fā)揮了重要作用。
他帶領(lǐng)團(tuán)隊又成功研制出我國第一代機(jī)載單脈沖雷達(dá)，投產(chǎn)后，裝備了空軍大量殲擊機(jī)，這是我國第一次在飛機(jī)上使用單脈沖體制的雷達(dá)。
1965年，我國第一顆人造地球衛(wèi)星的研制工作正式啟動，陳芳允擔(dān)任衛(wèi)星測量總體技術(shù)的負(fù)責(zé)人。
當(dāng)時衛(wèi)星測量在我國是一個全新的技術(shù)領(lǐng)域，對于跟蹤觀測衛(wèi)星應(yīng)該采用哪種手段和方案，我國一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)也沒有，一切從零開始。關(guān)于無線電跟蹤設(shè)備的方案爭論激烈，陳芳允沒有選擇呼聲較高的方案，而是根據(jù)我國國情與國際上技術(shù)的發(fā)展趨勢，帶領(lǐng)技術(shù)人員大膽實(shí)踐，反復(fù)論證，不僅主持了技術(shù)方案的'設(shè)計，還參加了設(shè)備研制和測量臺站的建設(shè)工作。
1970年4月24日，我國第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”發(fā)射升空，由陳芳允主持完成的衛(wèi)星測量方案非常有效，實(shí)現(xiàn)了“抓得住、測得準(zhǔn)、報得及時”的目標(biāo)，在軌道測量精度上與其他國家相比也達(dá)到了較高水平，圓滿完成了我國第一顆人造地球衛(wèi)星的測量任務(wù)，為我國衛(wèi)星測控網(wǎng)的建立奠定了基礎(chǔ)。
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1965年，對于中國航天事業(yè)來說，是一個具有里程碑意義的年份。這一年陳芳允被任命為中國第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”的測量總體技術(shù)負(fù)責(zé)人，肩負(fù)起這項艱巨而光榮的任務(wù)。他憑借著自己深厚的專業(yè)知識和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，帶領(lǐng)團(tuán)隊開始了技術(shù)方案的設(shè)計和設(shè)備的研制工作。
在這個過程中，陳芳允和他的團(tuán)隊面臨了無數(shù)的`技術(shù)難題和挑戰(zhàn)，但他們從未退縮。他們建立了多個多普勒測量站，為我國衛(wèi)星測控網(wǎng)的建設(shè)立下了汗馬功勞。這些測控網(wǎng)的建設(shè)，不僅為“東方紅一號”的成功發(fā)射提供了堅實(shí)的技術(shù)保障，也為我國后續(xù)的航天事業(yè)奠定了基礎(chǔ)。
在陳芳允的帶領(lǐng)下，團(tuán)隊克服了重重困難，確保了“東方紅一號”的成功發(fā)射。1970年4月24日，隨著“東方紅一號”衛(wèi)星的成功發(fā)射，我國成為了世界上第五個獨(dú)立研制和發(fā)射人造衛(wèi)星的國家。這一成就，不僅極大地提升了我國的國際地位，也為我國的科技事業(yè)樹立了新的里程碑。陳芳允和他的團(tuán)隊，用他們的智慧和汗水，為我國的航天事業(yè)寫下了輝煌的一頁。
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當(dāng)時我國還沒有基礎(chǔ)，雖然中國科學(xué)院紫金山天文臺對國外的衛(wèi)星可以作出軌道計算和軌道預(yù)報，但是使用的是光學(xué)跟蹤設(shè)備。顯然，光學(xué)跟蹤設(shè)備用于跟蹤我國第一顆衛(wèi)星是不夠的，因?yàn)楣鈱W(xué)設(shè)備受天氣的影響很大，衛(wèi)星受天光和地影的影響，遇到這種情況，就沒辦法跟蹤測量衛(wèi)星軌道，衛(wèi)星軌道預(yù)報誤差會很大。所以，必須研究我國衛(wèi)星觀測系統(tǒng)到底要采取什么技術(shù)、什么辦法，研制什么設(shè)備。
一種方案是研制單脈沖雷達(dá)，另一種方案是當(dāng)時陳芳允通過對國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展趨勢的分析，基于我國研制技術(shù)水平的實(shí)際情況，提出運(yùn)用多普勒測速設(shè)備對衛(wèi)星進(jìn)行跟蹤測量。陳芳允所提方案的好處是，在衛(wèi)星上安裝的信標(biāo)設(shè)備非常簡單，而且地面上設(shè)備也非常簡單，一個設(shè)備就可以了。當(dāng)時關(guān)于采取哪一種方案，進(jìn)行了很多討論。討論的'結(jié)果是以雷達(dá)為主，多普勒測速為輔。
1968年，我國研制出了四代計算機(jī)和多普勒的測速設(shè)備，利用這個設(shè)備對美國的“探險者”22號、27號和29號3顆衛(wèi)星進(jìn)行了一段時間的跟蹤測試以后，發(fā)現(xiàn)最管用的是多普勒測速設(shè)備。這套系統(tǒng)特點(diǎn)之一是設(shè)備很簡單又非�？煽�，而且測量的角度范圍非常大，達(dá)到60度。當(dāng)衛(wèi)星從地平面上剛一冒出來,它馬上就能觀測到。所以，逐步確定將多普勒設(shè)備作為我國第一顆衛(wèi)星的主要測軌設(shè)備。
陳芳允常說，“我國底子薄，經(jīng)濟(jì)條件有限，在科研上，一定要用最少的錢，辦最大的事。”當(dāng)時，在建立地面測控系統(tǒng)遇到的首要問題是資金短缺。國外發(fā)射衛(wèi)星均在全球布站，花費(fèi)大量資金租用別國的土地，但我國經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱，花不起這個錢。就連在國內(nèi)建站和研制設(shè)備，也得把費(fèi)用減小到最低限度，并且要達(dá)到 “投資少、見效快、一次成功”的目標(biāo)。為實(shí)地勘測衛(wèi)星跟蹤測量點(diǎn)，陳芳允帶領(lǐng)技術(shù)人員走南闖北，跋山涉水，從炎熱的南方到寒冷的西部大漠，從東海之濱到北國邊疆，到處都留下了他的足跡。他這種艱苦奮斗的工作作風(fēng)，深深感染著周圍的科技人員，在那種艱苦的環(huán)境下，大家以苦為樂，團(tuán)結(jié)協(xié)作，擰成一股繩，干出了令人囑目的成就。
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人造衛(wèi)星的研制工作由中國科學(xué)院轉(zhuǎn)到國防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會進(jìn)行。1967年，陳芳允調(diào)至國防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會新成立的衛(wèi)星測量部，指導(dǎo)衛(wèi)星測控設(shè)備的研制和發(fā)射臺站的建設(shè)等工作，直到1975年為止。1976—1984年，他任國防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會測量通信總體所副所長，在此期間，主要領(lǐng)導(dǎo)了微波統(tǒng)一跟蹤測量控制系統(tǒng)的研制和星地協(xié)調(diào)工作。1984年，他調(diào)至國防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會任科技委常委，1988年后為顧問。
在中國科學(xué)院電子研究所工作期間，他主要從事電子線路和雷達(dá)方面的研究工作。他首先提出利用采樣原理制作實(shí)用的采樣示波器。1961年，在他的指導(dǎo)下研制出可以觀察到納秒(109秒)量級的脈沖和甚高頻連續(xù)波采樣示波器，這是國際上最先做成功的。這些工作在以后的計算機(jī)研究方面得到了應(yīng)用。在對雷達(dá)的'研究上，他提出利用單脈沖體制代替一般的圓錐掃描體制，并進(jìn)行了總體設(shè)計。在陳芳允和曾憲澤、李力田等人的共同努力下，成功地解決了飛機(jī)載雷達(dá)的抗干擾問題。這種雷達(dá)以后被安裝在我國的殲擊機(jī)上。在配合我國原子能研究方面，他所領(lǐng)導(dǎo)的研究室成功地研制出多道脈沖分析器，填補(bǔ)了我國核彈試驗(yàn)中的一項重要測量儀器的空白。
我國開始考慮發(fā)射自己的人造地球衛(wèi)星，一批光學(xué)、電子學(xué)和天文學(xué)的專業(yè)科技人員承擔(dān)了衛(wèi)星跟蹤、觀測和軌道預(yù)報等科研任務(wù)。在我國，發(fā)射的近地衛(wèi)星無線電測量設(shè)備以多普勒測速為主，第一、二顆衛(wèi)星用單頻多普勒測速為主，其后改用雙頻，目的是消除電離層的影響。陳芳允提出把遙測信號并入雙頻信標(biāo)機(jī)來傳輸，試驗(yàn)證明這一方案既不影響測速精度，還可以節(jié)省星上和地面設(shè)備。他和魏鐘銓在聽取各方面專家意見之后制定了我國中、低軌道衛(wèi)星的觀測臺站設(shè)置和觀測設(shè)備的方案。在以后的實(shí)施過程中雖有所修改，但基本上是按這個方案實(shí)施的。
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