【人物名片】郝燕玲,我国海洋运载器组合导航系统开创者之一,她主持研究的海洋运载器组合导航系统及设备代表了我国该领域的技术水平,是实现各种武器装备和航行运载器导航定位与控制的重要手段。她主持研制的机电一体化智能航迹仪,改变了传统的航海作业模式,提高了安全性和自动化程度。研制的电子海图应用系统、海洋环境信息处理装备,集气象水文、海洋环境地理信息于一体,提高了系统的可靠性、安全性、实时性和准确性。教授曾任某新型常规潜艇综合导航系统副主任设计师,负责系统技术工作。2017年,被授予哈尔滨工程大学“终身荣誉教授”称号。
雄鹰踪迹海天涯
——记海洋运载器导航设备研究所
记者 吴丹丹
(原载于《工学周报》2012年4月20日,1923期第1版)
从此到彼,人类凭借眼、手、口、耳、足到达目的地,在蔚蓝色的大海中,如何像鱼儿一样自由徜徉水中而又不迷失方向?在导航系统的指引下,各种传感器犹如触角吸纳着周围的信息,让舰船“感知”着水下世界:抚触水波的流动、“聆听”海面的风声、“探视”海中的地形……这些信息片断就像声音、味道、画面一样联结在一起,踏出一步都能知道自己的步伐、速度与方向,勾勒了一条“路线”,继而前进。
我校海洋运载器导航设备研究所,是国内唯一全面系统地从事海洋运载器导航理论及工程技术研究的高校科研机构,在舰船综合导航系统技术代表了国家最高水平。日前,其研制的我国第一套高精度区域无线电导航系统再度摘得了2012年度国家技术科技进步二等奖,首次解决了我国特定海域船舶高精度导航定位的需求难题,并攻克了无线电电波在更远距离使用时的技术掣肘。这一历史时刻,他们用智慧和坚韧实现了自己的梦想,仿佛雄鹰,任意翱翔于海天之间。
突破:国防需求不辱使命
20世纪初期,无线电测向成为航海和航空的一种导航手段。虽然其后陀螺罗经、卫星导航、惯导陆续应用,但因其定位时间短,精度高,误差不受时间、天气限制等优点至今仍广泛应用于近海领域的船舶导航。在无线电导航技术的精度和距离上,美、法等国一直处于国际领先水平,而我国在此领域则长期空白。2002年,我校承担起了自主设计高精度无线电船舶导航系统的艰巨任务,技术指标远高于国际同期水平。“我校导航、制导与控制学科是国内船舶导航领域内的唯一国家重点学科,国家交予我们的任务必须完成。”我校导航、制导与控制学科带头人、该项目负责人郝燕玲教授这样回答记者。
无线电导航是研究所从未接触过的课题。面对这一难题,按照团队负责人郝燕玲例行的“留人”考验,时年34岁、刚刚博士毕业的徐定杰“受命”挂帅。历时5年,以他为主的6个年轻老师带领40余名学生先后解决了天地波分离、高精度测距等几个关键性技术,突破性地提高了国内无线电导航的技术水平。
弹指十年间,谈笑凯歌还。从项目论证到外场试验、结题验收,回忆个中艰辛,一个个攻克难题时的闪耀时刻清晰如昨——
2006年5月,子夜,凌晨1点,一天当中太阳远离地球最远的时分,1万米高空上的一层电解质层完全消失,正是天波对地波干扰最强的时刻。海浪裹挟着潮湿与咸涩的水汽一层一层涌向岸来,拍打着黑色的礁石,抬手抹一把脸上的水汽,王伟带着几个人守在接收台旁——在过去一年多来的试验中,每到此时,电波信号会慢慢弱下去,渐渐消失。此刻,经过四年的科研试验,研制出天地波分离的算法。眼前的信号持续不断,并且异常稳定。这时电话响起,照例传来郝燕玲老师的声音:“怎么样?接到信号了吗?”“没问题!三台都显示正常。”
"成功了!"几个年轻的老师带着学生,禁不住对着黑夜高喊。24小时的信号监测,午夜时分正是关键时刻,随后的几天里,几个人抢着值班,跑着冲向离驻地5、6里的山顶上监测。
可在徐定杰老师看来,真正能够松口气却是在1年多之后、72小时不间断海试的成功。2007年10月的一天,经过三十几个小时的持续航行,当试验船距离发射台最远的时侯,忽然失去了一台信号,参试人员紧紧地盯着屏幕。徐定杰马上用卫星短信询问现场情况,“马上就好,是误操作。”事后才知道,这也是测试的一个项目,就是要检测从最远地方断掉信号、重新接收信号的情况。徐老师说,这也是我们的技术是否成熟的一次检验。在成果鉴定会上,导航学科的汪顺亭院士等几位专家对项目进行成果鉴定,该项目“总体国内领先,部分技术达到了国际先进"。
优化:业界“牛人”带动好团队
提及军工大院里的“牛人”,郝燕玲教授的名字是响当当的。
她是我国海洋运载器组合导航系统开创者之一,是我国潜艇
导航系统副主任设计师。
上世纪80年代初,国内舰船上安装各种导航传感器仍是各自
独立运行,只有将它们有机组合起来,才能提供更科学的航行信息。水下航行的导航系统尤其重要。潜艇在浩瀚漆黑的海水中航行,如同独闯伸手不见五指的“水下迷宫”。综合导航一旦实现,信息共享、互相补充,就能构成一种有精度和可靠性更高的多功能系统,军事意义非同凡响。自七十年代从事导航软件研究以来,郝燕玲教授一直尝试各种方法突破这一技术关卡。上个世纪八十年代,在她参与的一次重大水下设备综合导航联调中,她组织团队设计的新一代潜用综合导航系统顺利通过验收。经此一“役”,郝燕玲就任船用综合导航系统副主任设计师。技术在不断进步,人才是立于时代潮头的根本。作为国内综合导航的“开拓者”与“领头羊”,她相信只有汇聚更多力量,才能在这个领域有更大作为。提起现在研究所的每员“干将”,都是她精心挑选的“心头宝”:高伟、王伟、赵玉新、张勇刚……郝老师看人很“准”,“准”在看透人解决问题的能力,又“准”在相信其解决问题的能力。在她看来,理论是相通的,只要掌握了做事的方法,就一定能够胜任各类的工作。
“点将”徐定杰,一方面是研究所原有成员都已有自己的“山头”,另一方面,则是刚刚博士毕业的他在此前解决技术问题中所体现出来的组织能力、创新能力与实践能力。徐定杰一人随船出海,2个多月漂在海上进行数据测量与实地考察,每天晕船晕得头疼欲裂,经过两年多的论证,项目才正式立项。大小方案修改十余次,一年9个月的外场试验。他说,每个想法都要经受住“质疑”。虽然从未做过导航,但凭着对研究方向的兴趣,加上郝教授的信任,以及整个团队的支持,才能最终得到好的结果。当然,最主要的还是这里的氛围好。
氛围好在哪儿?人们给出的答案是,这里是所有想干事业的人的“桃花源”——
协作氛围强——尽管分属不同的课题组,只要最紧要的项目需要,人员可以随意调用。无线电导航项目中所需技术复杂,除却核心人员,其他课题组从事结构设计、理论分析、光学的老师都来支援,孙枫老师理论基础扎实,在设计大方案时每场必到;吴磊在光纤导航方面经验丰富,放下手头的项目,试验中期开始就做了技术支援。
按需建平台——只要有想法、肯吃苦,提出需求,研究所都最大程度地满足。所内每年都有许多教师出国进修、留学、参加国际会议,从未为经费来源苦恼。沈锋说,他喜欢这个氛围轻松、环境宽松的科研环境,容许有自己的发展空间,各自有各自的科研任务,站在大项目的平台上,还能最大限度地锻炼自己。
发展前景好——从最初3名教师的队伍,发展成为拥有教授13人,副教授15人,讲师17人,其中博士生导师12人,团队的人才结构不断优化,成员在协同攻关中的能力快速提升。
一个和谐、一流的组织必须有着共同的目标,才能携手并进,越走越远。正如导航,只有将各种力量拧到一起,才能得到“最优”航向。自上世纪70年代,他们一直在追踪着我国的航海导航事业的前沿,经住了一次又一次的考验:航迹仪、海洋环境与海浪测量、温盐深传感器、综导台,到现在的光纤惯导等重大难题逐一攻破,每一次成功都助推团队迈上更高台阶。
30多年过去了,海洋运载器导航设备研究所,在船用综合导航系统技术、新型惯性器件与惯性导航系统技术、卫星无线电导航技术等方面占有独特优势,已经成为国内唯一全面系统地从事海洋运载器导航理论及工程技术研究的高校科研机构。
追源:从解难题到找问题
高校的根本任务是人才培养,高水平的人才成长于高水平的学术高地,在“十二五”的建设进程中,在学校转型升级的历史机遇下,研究所的发展定位也在不断向研究型转变,向更高水平的学科、师资、人才培养目标迈进。
在2012年学校寒假工作会议上,校长刘志刚在研讨如何推进协同创新的发言中强调指出,高校,特别是研究型大学是基础研究和高技术领域原始创新的主体,是创新人才培养的重要基地。
知识的原始创新不是无根之萍,必须扎根于多年的系统研究,经得住实践检验,源于实践,高于实践,如同一次智慧的升华。
多年来,研究所的成果多沉淀于多年舰船导航的基础研究、预先研究和应用研究。所内承担了国家自然科学基金重点项目“水下重力磁力导航理论与技术研究”,国家自然科学基金面上项目“基于地磁场测量的水下定位方法研究”,都定位前沿、应时应势,积极地向更深层次的学术成果探索。团队鼓励成员在进行工程项目中不断提炼总结经验,在无线电导航这一项目中,就衍生了“数字天地波信号合成器”等20多个授权专利,5篇SCI论文,80余篇EI论文,出版了《误差原理与数据处理》《导航定位系统工程》《无线电导航系统信号接收技术》等学术专著。
拿到项目就攻克一个题目,项目资金又回流用来支撑其他前瞻性的基础研究、技术探索。经过早期的“原始积累”,大团队的良性循环,将“雪球”滚得更大,走得更远。早在十多年前,郝燕玲在外考察时就发现,国内水下导航技术尚有很大发展空间,看到国外的技术水平,她下定决心:要朝着最先进的方向走。“十五”以来,研究所自主投资了大量资金用于开展光纤陀螺及其惯性导航系统的研究,研制出我国第一个舰用光纤陀螺惯性导航设备,迈出了我国舰船导航光学陀螺仪替代转子陀螺更新换代的第一步。技术的更新会不断提出新的需求,也就不断推动新理论的产生,新理论的诞生、新技术的开发又验证着基础理论研究成果,二者的“相生相成”给团队注入持续发展的动力。近年来,研究所共有国家自然科学基金项目14项、国家重大科技专项2项、国家安全重大基础研究项目1项、装备预研项目13项以及各类科研项目200余项。
要实现上下贯通,从破解工程难题到发现科学问题的转化,岂是一夕之功。不积跬步,无以至千里。手握利刃,也要有执刃之大脑。在梯队建设上,既有“掌舵人”的明察秋毫,也有老教师的多年经验,更有赖中青年教师的中流砥柱。选人任才,郝老师都要经过从解决项目的一个具体问题考验新人,观察其解决问题能力与团队协作意识;现任海洋运载器导航设备研究所副所长的徐定杰,完成项目的同时也带动了青年人的成长;高伟曾获国家科学技术进步奖二等奖、国家计划项目科学技术进步奖一等奖等多项奖励;王伟在无线电项目中表现优异,项目完成后马上就又被指派到光纤陀螺项目"牵头";张勇刚在校期间数学等基础理论成绩好,毕业就被送到英国卡地夫大学、英国拉夫堡大学继续深造,回国后作为项目负责人主持国家自然科学基金1项,国家计划项目2项。
万里海疆,纵横驰骋,面对中国300万平方公里的海洋领土,在军工大院里奋斗了40年的郝燕玲,眼中闪耀着要实现更多梦想的光辉:我们要紧跟着国防需求,要把水下导航技术做得更深,跟上国际发展的脚步。
人生有梦,筑梦踏实。攀登高峰的途中一路荆棘,才更加珍惜果实的甘美。革命人永远是年轻,在这样的人心里,事业就像是定位精良的航船,沉着,笃定,奔向远方。