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中国工程院院士刘先林:做中国人自己的测绘仪器

2007.8.06

    退休在家的刘惠老师最大的幸福,是老伴儿什么时候能真正放下工作,和她一起到处走走,毕竟他们已经是快70岁的人了。

 听着妻子的抱怨,刘先林院士歉意地笑笑,依然早出晚归,但愧疚之情深深埋在心底。这几年不论上班、出差,在不影响别人的情况下,他总把因为疾病、情绪容易烦躁的妻子带在身边。

  世界航测技术日新月异,国外厂商面对中国市场虎视眈眈。他和同事们潜心研制的自主知识产权数码航测仪刚刚通过鉴定,三维城市快速数据采集系统、新型车载导航仪正在研制中,与国外同行争分夺秒地竞争,他如何放得下。

  这位把中国航测技术从模拟时代带入信息化时代的老人是首批中国工程院院士、中国测绘科学研究院名誉院长刘先林研究员。

  从1957年踏入武汉测绘学院大门算起,他的测绘人生有整整半个世纪了。围绕祖国山河坐标系工作了一辈子的他,也默默无闻地绘制着自己人生的坐标系。

  “做中国人自己的测绘仪器”

  刘先林在测绘界出名,是因为国内航测仪器市场长期被国外产品一统天下的局面。从上世纪80年代起,被他带领的团队一步步颠覆。谦和的刘先林似乎什么时候都满脸微笑,可是说起与国外技术的竞争,他的坚定不容置疑:“做中国人自己的测绘仪器”,这是他几十年潜心钻研的最大动力。

  测绘,通俗地讲,就是测量和绘图,确定地球表面地貌、地物的精确位置,制作成地图或数字化的测绘产品。这是我们一切生产生活的基础。

  上世纪50年代,国家百废待新,开油田、修道路、建新城,测绘工作者成为所有建设的先行者。培养自己的测绘科研工作者成为国家的现实需要。被“航空”二字吸引,年轻的刘先林选择了“航空摄影测量专业”。几年的大学生活,他没有飞上天,实习时拿着红白相间的测杆跟着测绘队爬山过河,风餐露宿,学习一点点测量脚下的土地。一年时间让他知道了测绘工作的艰苦,更知道了国内测绘技术的落后,尤其是测绘仪器制造的落后。

  1962年大学毕业,因为成绩优异,他被我国摄影测量与遥感专业的开创者———中国科学院院士、原武测名誉校长王之卓先生推荐到国家测绘总局测绘科学研究所从事科研工作。

  长期以来,我国航空测量仪器完全依赖进口。我国在很长时间里是欧洲精密航测仪器巨大的传统市场。由于我们研制不出精密航空测量仪器,许多外商漫天要价,甚至把一些零部件拼凑在一起,高价向我们出售并不成熟的设备。那些年在研究所工作的刘先林受了不少这样的“刺激”:上世纪80年代,国家测绘局购买了数十台6万美元一台的记录仪,因为是接近淘汰的产品,买来后或是不能用,或是经常坏,修理费用很高,修一次或讲一次课动辄上万美元。在刘先林看来,这简直是和庚子赔款性质一样的国家财产白白外流。国家需要,可是又研制不出来,只能买,“这就是我们研究人员的责任”,他决心研制出高质量的国产航空测量仪器,与国外产品一比高低。

  作为从事航测仪器研究的专业科技人员,有两条路可以选择:一是利用自己的专业优势,帮助推销国外仪器,这可以赚大钱。二是搞自己的仪器,把这个市场夺回来!他毅然选择了后者。

  1984年,以刘先林为组长的课题组研制成功正射投影仪,使我国成为世界上第三个能生产这类仪器的国家。1987年,刘先林主持研制出JX—1解析测图仪。在国家测绘局的政策支持下,各测绘部门开始大量使用这种国产仪器。

  当时,国际航测设备开始由模拟转向数字化,如果不马上跟进,国内市场又要面临危机。1988年,他主持研制出数字化的JX—3解析测图仪,一举夺回解析测图仪国内市场,并出口多个国家。德国一家公司设在香港的销售公司一再降价仍难挽回市场,只得关张大吉。1999年,刘先林又研制成功新一代信息化需求的JX—4A全数字摄影测量工作站,出口巴基斯坦、美国、日本等国。它与武汉大学张祖勋院士的另一产品一起,在短短的几年时间里占领了国内95%%以上的市场。

  步步为营的努力,终于让刘先林如愿以偿:如今,国产的大型航测仪器设备已由替代进口转向在国际市场上直接与外商竞争。

  “测绘科研是寻找走出地狱的道路”

  艰辛,枯燥,测绘科研和所有严肃的科学研究具有相同的特点。担任中国测绘科学研究院院长时,刘先林曾对新来院的年轻人发表这样的演说:“祝贺你们进入了地狱的大门!测绘科研的道路,就是我们在地狱里饱经艰苦,寻找到一条走出地狱的道路。谁最能吃苦,谁最能坚持,谁就能最后走出去!”这是刘先林的亲身感受,他也正是这样在“地狱”里凭着拼命三郎的劲头不停地探索。

  航测技术进入数字化时代,计算机的应用越来越深入。采访中,研究院里20多岁的年轻人都感叹,60多岁的刘先林把计算机研究得比他们还要精透,不光是硬件,还有软件编程。但他们都不知道,在计算机极其稀缺的年代,为了学习计算机,刘先林付出了怎样的努力。那时候,单位没有计算机,一些有计算机的单位向社会开放,提供上机的机会,他想方设法争取机会。当时住在三里河集体宿舍,他经常一个人到距离不远的中国水利科学研究院上机,也坐公交车到距离很远的中科院计算所上机,甚至还到房山县的东方红炼油厂上机。

  上机需要单位的介绍信,还要预约,因为僧多粥少,刘先林约到的时段都不好,通常是在后半夜。在很多时候,刘先林前半夜就动身,坐着末班公交车到中科院计算所等候,到后半夜上机,等上机完毕,天已大亮。他凭着坚强的毅力,每周上机二三次,坚持了两年多。靠着这样的努力,刘先林的计算机技术水平尤其是编程水平有了很大提高,为他日后把计算机技术引入测绘科研打下了良好的基础。

  为了研究,刘先林常常顾不上家里的事,有时候还要把家里人拉来帮忙。1988年春节期间,同事们都回家过年了,为了把JX—3主机由单板机提升为系统机,他拉着大儿子刘铁元去了单位,“整个楼上都没有人,静悄悄的,爸爸手把手地教我接焊点。”在实验室连续干了好几天,焊了几百个焊点,爷儿俩累得几乎直不起腰来。给父亲当助手的往事成了儿子儿时美好的回忆。

  为了数码航摄仪的试验,年轻同事杨海东和刘先林一起出过几次差,“老爷子”为了科学试验的冒险精神让他印象深刻。去年4月,课题组一行人前往山西开展试验,简陋的蜜蜂三型飞机看起来像是公园的小游船插上了翅膀,可是航摄仪在飞机上必须要有人操作。课题组的同志几乎都没有试飞过。看着这小小的飞机,大家心里犯了嘀咕:这与我们平时乘坐的飞机差别也太大了,安全有保障吗?飞机安全系数不是太高还只是一个方面,更关键的是试验难度大,技术操作水平要求高,修正航向,调整水平等等,许多操作要由人代机器来完成。

  要取得第一手资料,就一定要上去。让大家没想到的是:67岁的“老爷子”二话没说,自己独自登上了飞机,一飞就是40多分钟。作为课题组负责人,他一定要亲自上去看一看仪器的工作情况,在工作当中怎么操作,会产生什么问题。

  刘先林研制测绘仪器,基本上都是一无现成图纸,二无外国数据可供参考,完全靠自己摸索。他告诉记者,从搞一个项目到产生一定的规模,历时10年左右,前几年都像在地狱里一样。每个科研成果都经过上百次的失败,经历过无数次的起起落落,每次失败都很伤心,但要马上沉下心来想办法,然后振作精神,重新上阵。勤奋和坚持支撑着他在“地狱”中渐渐看到曙光来临。

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