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测高山险壑轻九死一生 绘国泰民安重报效祖国
发表时间 2017-09-30 10:23 来源 本站原创

  ——记全国人大代表、全国优秀科技工作者、全军科技领军人才王明孝少将

  导读:测绘,是指对自然地理要素或者地表人工设施的形状、大小、空间位置及其属性等进行测定、采集并绘制成图。测绘学在经济建设和国防建设中有广泛的应用。军事测绘是为军事需要获取、提供地理、地形资料和信息的专业勤务。是国防建设和军队指挥的保障之一。军事测绘基本任务是:测制与搜集军用大地测量成果和军用地图,调查整理军事地理资料;组织实施作战和训练的测绘工作。通常由军事测绘部门实施。主要目的:保障指挥员了解战区地理形势,掌握战场地形情况;保障部队在作战中正确利用地形;保障技术兵器准确定位,充分发挥射击效能。

  要把军队信息化建好,首先要把军事测绘资源建设好。测绘信息资源建设是信息化建设的一项主要内容,因为信息化建设过程中60%以上的信息都具备时空属性,而且军事测绘总是比军队的作战需求要提前一步来做,在作战全过程中都需要测绘技术的支撑。因此,军事测绘发挥着基础性、先行性作用。如果没有军事测绘提供的地理空间信息保障,信息化建设就是一句空话。

  地理信息为数字化战场和信息化战争构建了基础框架,是建设现代化军队、打赢信息化战争、建立国家安全保障体系重要的信息支撑。现代战争的精确制导和精确打击都离不开精确的地理信息数据。有了精确、及时、可靠的军事测绘保障,才能正确地感知战场,拥有空间信息优势,才能更及时、有效地运用作战力量,发挥作战效能。

  数字化战场和信息化战争把我军测绘将士推到了重要的位置,给我军测绘将士赋予了崭新的使命。西部战区陆军博士后科研工作站主任、高级工程师王明孝将军就是其中一位为我军信息化建设夺取信息优势的典型代表。

  图:全国人大代表王明孝

  图:参加第十二届全国人民代表大会第五次会议

  王明孝, 1983年9月考入解放军测绘学院并入伍,中共党员,博士,专业技术少将军衔,技术3级。历任技术员、中队长、队长、业务处长、主任等职,现任西部战区陆军某测绘信息中心高级工程师、西部战区陆军信息工程科技创新工作站主任、西部战区陆军某博士后科研工作站主任,被兰州大学等8所高校聘为兼职教授和指导老师。从事野外测绘工作近30年来,他的足迹踏遍西部“无人区”,翻越海拔4000米以上的高山200多座,行程240多万公里。

  自2006年起连续7年享受军队优秀专业技术人才一类岗位津贴,享受国务院政府特殊津贴,当选为第十二届全国人大代表。2011年7月晋升为专业技术少将军衔。

  先后有7项科研成果填补国内测绘领域空白,5项成果获军队科技进步一等奖,15项成果获国防发明专利,36项成果在部队推广应用。有1项发明成果获发明者协会国际联合会最佳发明奖,2项发明成果获全国发明展览会金奖,3项发明成果在法国巴黎国际发明展览会上分获金奖、银奖和铜奖;参加编著了《现代测量学》等11部专著,发表学术论文50余篇。

  2007年被兰州军区表彰为“十五”期间优秀科技工作者、“学习成才标兵”和“科技功臣”;2008年获四总部表彰的“第二届军队杰出专业技术人才奖”,并由专业技术六级越级调整为专业技术四级;2009年被总政治部收入中国人民解放军新时期优秀军事指挥人才名录、被国务院授予“第五次全国民族团结进步模范个人”荣誉称号、被兰州军区评选为建国以来100位“感动西北、感动军营”英雄模范人物、被《科学中国人》杂志评为“2008年度人物”;2010年被中国科学技术协会授予“全国优秀科技工作者”荣誉称号、被总参谋部和总政治部表彰为“为新中国军事测绘事业做出杰出贡献的60名先进个人”、被兰州军区评为践行当代革命军人核心价值观100名先进典型;2011年被总政治部表彰为“全军优秀共产党员”和“2011年度全军践行当代革命军人核心价值观新闻人物”、被兰州军区表彰为“‘十一五’期间科技工作先进个人”、被甘肃省委评为“感动甘肃·2010十大陇人骄子”。2012年获第七届全国“发明创业奖”。2014年入选国家百千万人才工程,被授予“有突出贡献中青年专家”荣誉称号,被总部确定为全军首批50位科技领军人才。荣立二等功2次、三等功3次。所带团队荣立集体二等功1次,集体三等功2次。作为群体带头人,所带团队获第四届“军队科技创新群体奖”。

  一、潜精研思勇创新,为打赢战争提值测绘保障

  1.攻克三维立体标绘和3D地形图技术 把战场“搬”到指挥员眼前

  “夫地形者,兵之助也”。《管子·地图篇》记载:“凡兵主者必先审知地图。……然后可以行军袭邑,举措知先后,不失地利。”阐明了地图在军事行动中的地位和作用。涿鹿之战黄帝以地形制胜蚩尤,武王伐商用地图谋划战争,历代兵家运筹帷幄、决胜千里,军事测绘保障扮演了不可或缺的重要角色,留下了“凡兵主者,必先审知地图”的千古真知灼见。

  在进入21世纪以后,我们祖先使用的实务地图已经演变成了数字地图,但战场环境是一切军事行动的空间基础这一点仍然没有变。数字地图是信息化战场的基础,是关系到能否打赢信息化战争的重要因素。在信息化战争中,军事测绘担负着认知地球、透视战场、精测目标、实时导航等任务。夺取信息优势成为信息战争的中心内容,军事测绘部门以获取空间信息、处理空间信息、提供空间信息的实际行动,在信息化战争中扮演了一个不可替代的角色,已成为战斗力的“增强器”。

  全球范围都开始经历一场前所未有的新军事变革。我国军队也在开展一场有中国特色的新军事变革,这场变革的战略目标便是缔造一支信息化的部队,从而能够打赢未来的信息化战争,保卫国家和人民的利益。

  2007年秋,一场实兵对抗演习即将打响。刚刚重新标完首长决心图的李参谋揉了揉发红的眼睛,对同样来指挥所参加演习的王明孝说:“真要打起仗来,这样标图多费劲呀!能不能让标图工作轻松些、逼真些?”

  透过帐篷窗户,遥望群星闪烁的苍穹,王明孝陷入沉思:遥感卫星影像和空间数据可视化技术,以及地形仿真技术,使地图显示在人们面前的不再是一条条密密麻麻的等高线,而是有山有河、有沟有坎的三维画面,这不就是战场地形的三维显示吗?

  图:带领技术人员开展攻关

  图:指导内业生产

  平庸和辉煌之间有时仅仅是一步之遥。王明孝预感到,只要能对目前已经掌握的遥感信息技术、地理信息系统技术、地形仿真技术、三维动画技术等各类信息技术进行有效融合,不仅能实现李参谋理想中的军事标图,说不定还会有超越。

  演习结束,“基于遥感影像技术的三维立体标图应用研究”论证报告草案就在王明孝脑中形成,而细致缜密的论证工作随即也紧张有序展开。

  这项课题涉及地形仿真技术、地理信息技术、三维动画技术、多媒体技术等近10个专业,以前各专业只种“自家田”。而现在,他们打破了专业界限,以课题研究为牵引,将所有参与人员根据任务需要分组,并在研究过程中每周组织进展情况会谈,及时调整研究方案,以制度融合和心灵融合为技术融合奠基铺路。

  常规地图都是二维地图。为了能使这些地图“像电视一样”形象逼真地显示出来,他们将卫星遥感技术、地理信息数据、三维仿真技术和多媒体等技术相融合,达到了二维平面图与三维立体图的有机联动,形象逼真的问题也得到了解决。

  以前标图时,一旦指挥员的决心有变化,整个决心图就不得不重新再来。为此,他们潜心攻关,先后将图形符号技术与三维图形显示技术有机融合,在战区率先建立了三维军队标号库,不仅使军队标号从平面静止走向立体变动,也使战场态势真正实现了三维标号、三维标绘和三维显示,极大地丰富了军事态势的表达模式。

  随后,他们又将模型实体技术、纹理贴图技术与广告牌技术相融合,使军事标图实现了三维场景下的实时标绘和态势推演,为指挥员在虚拟战场环境进行作战规划、辅助决策和指挥控制提供了有效的工具。他们成功了!

  某集团军张参谋在使用后高兴地说,这样的三维立体标绘,把敌我双方的战役战斗态势适时形象直观地反映出来,由于军队标号可移动变化,还能进行作战方案的研究和推演,简直就是电子沙盘、军事要图标绘、战场环境模拟、各兵种要素配备、战场态势、三维动画和多媒体系统的有机结合体。

  某旅王参谋上机操作该系统后给出的评价是——形象逼真、随时显示、省时省力、显示多样,数据来源广泛,使用十分方便。

  尽管这个成果在部队很受欢迎,但王明孝和他的战友们并没有“见好就收”,而是在推广中不断地听取部队的意见建议,进一步扩大影像的覆盖范围,提高影像清晰度和现实性,增强标号的完整性和地形的衔接度,使系统更精确、使用性更广泛。

  2008年,王明孝到某部调研,发现夜训中官兵用手电读图时发出的灯光在荒野里不时闪过,容易暴露目标。随后,一条来自《科技日报》的消息:“兰州大学物理科学与技术学院王育华教授成功研制出一种新型长余辉环保发光材料”让王明孝看到了研发夜光地图的曙光。经过多方合作和积极研发,夜光地图、夜光沙盘等产品成功研发,一举解决了部队夜间作战、抢险救灾等实际问题。此项成果获巴黎国际发明展览会金奖。

  图:王明孝在夜光地图前

 

  图:夜光沙盘

  2013年11月20日王明孝带领的科技团队,历经一年多的探索攻关,创造性地将国际上先进的3D打印技术应用到地形图生产领域,成功研制出我国第一幅3D地形图。他们研制的3D地形图的“打印”做到了地形、地貌、地物、颜色和军标同步显示,实现了一键启动即可成图。3D地形图研制技术顺利通过由总部组织的鉴定委员会的鉴定并取得6项国家发明专利。全国制图学与地理信息系统专业委员会主任、中国工程院院士王家耀的鉴定结论是:此项成果设计思路新颖、研制难度大、技术先进,填补了国内空白,居国际先进水平。

  图:王明孝(中)带领团队研究沙盘整饰方案

  “融合,不是对几个新技术的简单叠加,而是将各种创新要素通过创造性的融合使各创新要素之间互补匹配,从而使创新系统的整体功能发生质的飞跃。”对军事标图的探索,王明孝和他的战友们对技术融合有了全新的认识。

  2.为新型制导武器安上“眼睛”

  2002年在某武器装备研制期间,高原高寒、戈壁沙漠地区的数字化地理信息的研制保障遇到难题。千斤重担又压在王明孝身上。他二话不说,立即组建课题攻关组。

  “在巴格达的那场战争中,外军的一枚枚导弹就像长了一双鹰眼,穿越林立的大厦精确命中每个要害目标。我就一直想,中国导弹也必须有自己的鹰眼!”在某测绘信息中心的会议室,王明孝手扶着桌子,站起来给所有的干部讲了这段话。

  “主任,如果导弹安装上鹰眼,那就成智能武器了!”一个刚毕业的干部站起来说。

  岂止是智能武器,如果真能装上鹰眼,我们的导弹就是有了生命!王明孝的话感染了每一名干部,少顷,台下响起热烈的掌声。等掌声停下来,一名老同志站起来说:“主任,您就说,我们什么时候开战?”

  “马上!”王明孝笑了一下,台下又是一阵掌声。

  第二天,党委成员和几名技术人员面对一面鲜红的党旗庄严宣誓:“我是中国共产党党员,我宣誓,我愿竭尽所能,完成上级赋予的这项任务,为祖国的新装备装上鹰眼……”

  这一次的征程,对王明孝和他的团队而言,是一次直接与现代化战争的对话。在广袤的大漠戈壁,王明孝和他的战友们抵达试验场。放下测绘设备,王明孝来不及和专家们寒暄,就急匆匆地和大家钻进资料堆里,一遍遍地研究起来。3天后,王明孝对指挥部的人说:“我们该行动了。”

  “老王,我们给你壮行,喝了这杯酒!”指挥部领导给王明孝斟满一杯酒说。

  “这酒留着,等庆功的时候,我多喝两杯!”王明孝笑道。

  一个全新的试验环境,一项全新的试验课题。戈壁、大漠、烈日、龙卷风,一次次测绘的失败,一次次运算过后的喜悦……在气温高达40多摄氏度的戈壁滩上,他和战友们背着50多公斤重的器材,历时3个多月,当王明孝他们完成了野外测绘工作最后一次综合数据,大家看着那组他们多少次在睡梦里都期盼着的数据,没有一个人说话。王明孝舔了一下布满血口子的嘴唇,轻轻地对着大伙说:“我走走!”他直起身子,擦拭了一下眼镜,慢慢地走出10多步后,身子却轰然倒下了……王明孝太累了!

  图:王明孝(中)在传授测绘技术现场

  图:王明孝(左)在审定野外后勤保障方案

  5个月后,瘦了30斤的王明孝圆满完成供武器制导系统专用的高精度数字高程模型的研制任务,成功地为这一新型武器装上了“眼睛”。没过多久,有关部门对王明孝的科研成果在不同地域、不同距离、不同气象条件下进行试验,得出的结果是——依靠他们提供的空间数字信息,武器全部精准命中目标,精准度达到100%!那天,王明孝流下了激动的泪水。

  2004年,在总部组织的军队科技进步奖专家评审会上,王明孝领衔的这一项目一枝独秀,荣获当年全军军事测绘领域唯一的军队科技进步一等奖。

  在为王明孝举行的庆功宴会上,武器研制部门的一位领导拉着王明孝的手激动地说:“人人都叫你测绘王,要我说,你还是中国的鹰眼!”

  3.聚焦测绘保障,服务我军战斗力

  2000年夏天,王明孝带领测绘小分队在某部野外训练营地附近执行测量任务。他发现,传统的炮兵测地法采用光学经纬仪、陀螺经纬仪、测距仪等常规仪器,用交会法等简单方法测定坐标和高程,定位速度慢、精度低,严重影响部队快速反应能力。

  听说他们是搞测绘的,部队领导开玩笑说:能否想办法把我们火炮射击指挥精确到和你们测绘地图一样?

  图:王明孝(右)在戈壁滩开展测量工作

  图:堆置沙盘

  一句闲话让王明孝眼前一亮。在仔细研究了炮兵部队的传统训练流程后,他发现制约炮兵群射击精度和整体快速反应能力的瓶颈所在。“能不能把测绘高新技术应用到炮兵训练上?”王明孝大胆设想。

  于是,他查阅资料,制订方案,进行可行性论证。王明孝白天搞测绘,晚上搞研究,并多次进行实地调查,掌握了大量第一手资料。他把卫星导航定位技术、数字摄影测量技术、遥感技术和地理信息系统技术进行集成运用。经过半年多时间的探索研究,王明孝完成了《XX武器快速定位系统》科研课题。经过单炮和炮群训练、实弹射击试验,比传统的训练方法,从时间效率上提高了7倍,射击精度提高了5倍。该成果被一线官兵誉为“武器系统快速运算的大脑”,被总部确定为“十五”信息化建设成就在北京展览。

  王明孝的战略眼光和创新意识可谓是多年一线测绘经验的厚积薄发。随后几年里,王明孝的科研成果像雨后春笋般层出不穷。他率领团队先后完成武器制导、战区多维仿真等10多个尖端军事科研项目,接连获得国家和军队科技进步成果奖

  近年来,凭借过硬的野战测勤保障业务,王明孝带领测绘人员先后圆满完成了上海合作组织“和平使命-2007”多国联合反恐军事演习、总部“砺剑-2007”等测勤保障任务。其中《某型武器机动发射阵地控制网建立与精度可靠性研究》《XX战区维稳测绘保障信息系统》等9项获得全军科技进步二等奖的科研成果,在部队推广应用。成为部队战备训练的技战术手段,为未来信息作战发挥着重要作用。

  图:鼓舞士气

  图:指导外业工作

  二、视死如归探国界,为不丢寸土力排千难万险

  测绘是地球的经纬、祖国的界碑、战场的眼睛。测绘战士虽然没有巡逻在边境线上,却用一组组精确测绘数据守边驻防。测绘兵是特殊的戍边人,他们牢记“祖国和人民利益高于一切,为祖国和人民可以牺牲一切”的宗旨,用热血和生命丈量祖国河山,留下了一串串闪光的足迹。

  1988年6月的一个下午,王明孝收到从老家邮来的一个包裹。包裹里是母亲缝制的一件红布背心,还有一封别人代写的信。王明孝24岁了,本命年,军校毕业后这两年一直在西部无人区从事测绘工作。母亲担心他本命年不顺,在信里告诉他一定要穿上这件“辟邪”的红背心,这样做娘的就放心了。王明孝是个孝子,虽然不信,但还是穿上了。他刚穿好背心,业务处一名参谋跑来,要他马上去会议室集合。一进会议室,王明孝才发现,今天会议室里除了大队长和政委,清一色全是单位的业务精英。

  “同志们!中苏边境划界谈判在即,上级要求我们迅速成立测绘分队,完成中苏、中蒙界山友谊峰的测绘工作。”王明孝一落座,大队长就简明扼要部署任务。

  “今天召集来的同志,都是共产党员,业务骨干,你们这次执行任务,代表的是中国人的形象和实力。”政委看着王明孝,似乎是对他一个人讲。王明孝第一次领受这么重大的任务,心头突突地跳,眼前立马浮现出友谊峰的模样——山很高,直插云霄,山顶是常年不化的积雪,雄鹰在山腰盘旋,云在鹰的上边漂浮,自己和战友们正吃力地攀岩……

  “完成这次任务,每一名同志除了要有勇于牺牲的精神和丰富的测绘经验之外,还必须具有丰富的理论知识。王明孝是本科生,大队党委研究决定,让他参与这次任务……”政委一边讲,一边盯着王明孝浮想联翩的脸。王明孝似乎没听见政委说什么,直到大家在一面党旗前举起拳头宣誓时,他才回过神来。

  “这是一次生死考验,是对我们军人测绘能力的一次考验。40年前,苏联一支30人的测绘队在探测友谊峰时全部牺牲了!”走廊里,政委汗津津的手拍着王明孝的肩膀说。王明孝想和政委表个态,心里措辞半天,却红着脸说:“我是新党员,刚毕业不久的学生干部。”政委以为王明孝心存顾虑,皱着眉头就要走,王明孝才把后半句说出来:“不过我知道,新党员也是党员,学生干部也是干部!我肯定能完成任务!”

  一个夜晚。当王明孝赶到阿勒泰山深处宿营地时,发现这里的6月还是一片天寒地冻,雪花在空中随风洒落,身上穿着厚厚的棉衣,依然挡不住冷风的侵袭。王明孝到过西部无人区好几次,但像这么冷的地方还是第一次。“这次任务能顺利完成吗?”王明孝想着出征前对着党旗宣誓的情景,心里嘀咕。天刚亮的时候,测绘分队雇佣了当地9匹马和1位向导,驮着生活物资就向友谊峰爬上去。

  积雪、山石、不到1米宽的小路,脚下是缭绕的白云。爬上果戈习盖达坂的时候,王明孝感到脑袋发胀,便回头对脚下的战友说:“这条路的坡度至少有70度。”就这时,王明孝眼前一道红色影子一闪。他还没来得及反应,就被重重地撞了一下,一个跟头朝山下栽去。幸运的是一块稍大的石头挡住了他,求生的本能驱使他双手死死地抓住那块石头。他稍微清醒一些,抬头一看,自己抓的是一块树根状的石头。石头凸在悬崖上边,而山谷里,是刚刚坠落悬崖的马的嘶叫声。王明孝是被一匹摔下悬崖的枣红马给撞倒的。战友们把他拉上来,他被撞破的脑门却止不住流血。王明孝只能用手死死地按住伤口,跟着队伍继续前进。

  第7天,9匹马摔死了2匹,向导说什么也不愿意向山顶爬了。临走时,向导还把剩下的7匹马牵了回去。第9天,测绘分队已经没有多少食物了,夜晚,在一个避风的洼地,测绘分队搭起帐篷。看着发高烧的王明孝和另外几个严重高原反应的人员,一名老同志沙哑着嗓子说:“同志们,我们开一个党小组会吧。”

  “苏联比我们的技术先进,装备优良,他们30多个人的测绘队就是在这里全部牺牲的,现在许多人都出现了严重的高原反应,王明孝还发高烧,粮食也快没有了。现在请大家表决,是撤退还是继续上山?”老同志的声音显得几分悲怆。

  一阵沉默。王明孝摇摇晃晃地站起来,嘶哑着声音说:“我是党员,我是军人,撤退就是当逃兵,这事儿我不干!咱只要坚持,友谊峰就能和咱说话。这是代表国家完成的一次任务,我不走!”说完话,王明孝喘着气坐在了地上,找来一节铁丝把已经掉了的鞋底缝好,穿上。大家都看着王明孝,没人再说起撤退的事情。那名老同志掏出一块压缩饼干,悄悄地塞进王明孝的大衣。

  图:1988年在测量阿尔泰山主峰友谊峰时用铁丝缝补损坏的胶鞋

  第13天,王明孝他们终于爬上了友谊峰最高处。测绘分队开始寻找最佳的测绘地点。王明孝头上顶着一块血痂,和战友们一道扛着测绘设备找测绘点。第一天,失败了;第二天,还是失败。第三天,领队对他说:“小王,你科班出身,我们没办法了,就看你了!”“我试试!”王明孝轻声说。他想起上军校时教员讲过的一种测绘方法,可这种方法谁也没用过,自己也只有一点印象。王明孝一边搜索几年前的那点记忆,一边不断地调整测绘点反复试验。第97次修改测绘办法后,他们终于在1988年7月13日的下午6点多,经过连续5次测绘,确定友谊峰真正的身高是4374米!王明孝顾不得高原反应带来的痛苦,将母亲缝制的红背心脱下来,迎风挥舞着大喊:“友谊峰!你身高4374米!中国军人,有自己的测绘实力!”

  1988年时的王明孝并不知道,这次测绘的结果,除了在中苏谈判时捍卫了祖国领土的主权之外,在2007年中俄联合演习中,又为中俄开辟了一条运送兵员的处女航线!2007年8月,当中俄联合军演的兵员全部集结到位时,一位俄军将领拥抱着王明孝用生硬的汉语说:“王!是你19年前的测绘结果,才让我们的演习如期举行。”

  在王明孝心中,还有一次永志不忘的光荣之旅----他是新中国第一个进入夏尔西里地区执行测绘任务的人。夏尔西里地处中亚、蒙古、西伯利亚的交汇地带,随着历史变迁,这一地区成为近一个世纪以来中俄、中哈边境的重大争议区。1993年7月,根据中哈两国边界谈判需要,上级紧急抽调正在中蒙边境执行任务的王明孝进入夏尔西里进行测绘。作为新中国第一个进入夏尔西里地区执行测绘任务的人,王明孝深知肩头的责任有多重。

  图:1993年测量中哈边境地区“夏尔西里”

  测绘只有短短一天时间。王明孝大胆启用当时最为先进的测绘手段和方法,不仅完成了精确测量10个交叉点位的任务,还收集了许多地貌土壤、动植物、水源等图片资料,为中方在边界谈判中提供了大量有力的证据,捍卫了国家利益。四年后,美得像天堂一样的夏尔西里回归中国版图。望着地图上中哈边界的夏尔西里,就是这样一个能让王明孝怦然心动的“小黑点”。

  三、铮铮铁骨战高原,为西部建设请缨探路先锋

  人立于世,不可没有骨气;一个国家、一个民族立于世,则不能没有民族精神。民族精神是一个民族在历史长期发展当中,所孕育而成的精神样态。尤其表现在一个民族处于逆境中,所呈现出的镇定自若、奋发有为、自强不息、不屈不挠的志节和心情上。民族精神也是一个民族的生命魂;是一个国家在历史的变迁、国与国的竞争中永不落败、永不消亡的支撑和动力。

  从新民主主义革命时期的井冈山精神、长征精神、延安精神、抗战精神到在新的历史条件下集中体现为大庆精神、“两弹一星”精神、载人航天精神、红旗渠精神、抗洪精神、奥运精神等,无不彰显炎黄子孙始终以国家民族大义为己任、敢为天下先、善为天下先、屹立潮头、自强不息的民族精神!中华民族精神感召着优秀的中华儿女,王明孝就是其中的一位。

  图:在边境地区进行实地勘测

  图:参加野外驻训在队旗前留影

  2003年10月,国家发布修建青藏数字化铁路消息。能否如期完成这项建设,遭到国外媒体质疑。原因很简单,认为我国高原高寒地区动态测量技术达不到要求。

  青藏铁路,是世界上海拔最高、线路最长、地质结构最复杂的高原铁路。按照设计要求,铁路的动态测绘绝对精度误差必须小于1米,而我国的动态测绘最高绝对精度误差却远远大于这个数值。如果请西方发达国家 测绘人员进入青藏线实地测绘,费用高达5亿人民币,青藏高原地理信息机密也将泄露。

  “国家地理信息安全,事关国家核心利益!”王明孝坚定地说,“中国的第一条高原数字化铁路,必须由中国人来测量!”

  经国家权威部门考察论证,青藏铁路轨道线格尔木至拉萨市1142公里的51.8万个基本点和11万个关键点卫星测绘任务,最终交给了王明孝带领的测绘分队。

  “这条铁路是西藏人民千年的祈盼,我们就是豁出命,也要保质保量完成任务。”2005年春节前夕,王明孝和战友们告别家人,踏进了冰封雪裹的青藏高原。然而,高原作业的难度和艰辛超乎想象。气温零下三四十摄氏度的严寒中,稍不注意手套和双手就冻在一起,面包、方便面就雪水是家常便饭;因高原反应和超负荷工作晕倒了,吸口氧继续工作......

  野外作业第二天,仪器显示器突然出现黑屏。助理工程师张之孔将仪器塞进大衣,考体温考体温暖了半小时才恢复正常,可是十分钟后就再次黑屏,反反复复,一上午竟然没有测出一组完整的数据……这是测量仪在高海拔、高寒缺氧地区不能正常工作的世界性难题。

  面对这一难题,王明孝和战友背着氧气瓶,裹着皮大衣,在短短几天内经过高强度的上百次试验,终于研究出保温避风的卫星测绘轨道车,成功破解测量仪器在高海拔、高寒缺氧地区零下20度不能正常工作的世界性难题,改写了测绘部队只能“靠天吃饭”的历史。这项技术后来获得了军队科技一等奖。

  然而,又一个难题出现了。青藏铁路精密测绘要求每隔3米测一个点的三维坐标。按照国际标准,动态条件下的测量绝对误差必须小于1米,而当时国内的动态绝对误差是18米。这样的测绘要求,按照传统作业方式需要上百人、30多台车、两年时间才能完成。在青藏铁路建设之初,西方发达国家就断言,中国不可能攻克动态测绘这一难关。

  图:讲解业务

  图:风餐露宿

  王明孝不信邪:“一定要提高动态测量精度,按时、按质、按量完成测绘任务。”他率领专门成立的技术攻关组,早出晚归,翻山越岭,披星戴月,爬冰卧雪,每天工作15-16个小时,想尽一起办法,在理论上突破,在实践中摸索,在不同海拔、不同时间、不同气候条件下反复试验,“咬定青山不放松”,一天、二天、三天....终于他们大胆采用国内没有使用过的创新技术,成功实现了对测绘点高度精度的快速定位,测绘出绝对误差小于0.3米的数据精度,比国外技术精度提高了3倍。

  在人称地球“第三极”的青藏高原苦战5个月,王明孝和战友攻克技术难题50多个,创新12种作业方法,研发出10多套应用软件,完成了58万组三维坐标、11万组关键点位数据的准确测定。同时,他完成了中科院中国西部冰川地区两个重点测绘课题、1000多幅数据图的测绘工作,比原计划提前90天完成任务,为国家节约4亿多元。

  同时,王明孝和他的战友还开创了我国测绘史上的五个第一:第一次进行数字化铁路测量;第一次应用动态连续采集法;第一次运用RTG+RTK技术快速定位;第一个在轨道车上进行动态定位测量;第一个创造快速定位卡轨式移动车。青藏铁路通车一年后,他创造的“利用差分站提高测量精度”的技术,被西方国家运用到数字化铁路建设之中。

  如今的青藏铁路,全长1300多公里,是世界上海拔最高、线路最长、地形条件最复杂的高原铁路,被国外誉为堪与长城媲美的伟大工程。作为我国第一条数字化铁路,这里看不到传统意义上的信号灯、道叉点等设施,列车停车、启动、変轨、加氧、提速等均通过智能化操作完成。在惊叹这一奇迹的同时,我们应该铭记,某测绘信息中心的官兵们,留给我们的视国家和民族利益高于一切的献身精神!

  2008年9月,某测绘信息中心成立的第4年,担任中心主任的王明孝接到了西藏怒江流域水电开发的测绘任务。

  翻看着一沓厚厚的任务书,王明孝沉思了片刻,问身边的工程师刘兴科说:“小刘,你知道目前国家还有多少面积的土地,没有基本的比例尺地形图吗?”

  “200余万平方公里吧!”正忙着看图的刘兴科头也没有抬一下。

  “这些土地没有基本比例尺地形图,意味着什么?”王明孝摘下眼镜问道。

  “就是无法准确掌握那里的地理信息呗!”刘兴科随口答道。

  “不掌握地理信息,就等于战略部署上有盲点,有缺口。你记得科索沃战争吗?仅仅78天,轰炸科索沃的任务就完成了,是因为科索沃的对手准确掌握了他们的地理信息!”王明孝走到窗户边上,自言自语道:“国家的每一寸土地上的脉络,测绘兵必须掌握!”

  在测绘领域,要想掌握大地的脉络,必须有基本的信息收集设施做支撑。可是这块200余万平方公里的“混沌”地基本都在高原地区。而那里只有30个全球地震网基准站。在如此浩瀚的土地上,借助这些地震网基准站来完成测绘,无异于一步想跨越东非大裂谷。

  太阳下山时,办公楼里的人走光了,王明孝一个人不断地擦拭着眼镜,思绪早就跑到了遥远的青藏高原。那是一片无人区,在那里搞测绘,死神随时会在身边出现。死神不可怕,最可怕的是高原测绘领域的技术问题。他知道,测绘人每一次技术上的突破,只有到了实地之后才能完成。

  “世之奇伟,常在于险远!测绘人最好的试验场就是实地!”深夜12点,王明孝下定决心,挑选业务最好的同志,成立测绘分队,向高原进军!想到这里,他拿起笔,迅速写下了几个业务骨干的名字。等这一切忙完,他从抽屉里拿出一沓信纸,认真地给妻子和孩子写了一封信——

  我挚爱的妻子,我永远都疼爱的儿子:

  我从来没有害怕过死亡,但这次执行任务,我也许再回不来了……如果真的回不来,孩子你一定要听妈妈的话……家里没有多少钱,我给自己买了双份保险,万一出事,这些保险能帮助你拉扯孩子长大……死水怕勺舀,保险费也不是很多,要教育孩子节俭度日,让他好好学习。

  2009年7月的一个凌晨,离开家时,王明孝悄悄地把保险单和遗书压在枕头下面,就带队出发了。

  当车子行驶在怒江沿岸时,那条传说中由一条桀骜不驯的巨龙幻化的大江在严寒中愈发暴烈,挟裹着巨大冰块在王明孝他们的车下怒吼着。惊心动魄的声响不时震落了没有冻实的沙石。“路”的一边,是60度的斜坡直插云霄,另一边是数十丈高的悬崖。悬崖下怒江的浅滩处,坠落的汽车在阳光下闪烁着森冷的光。当车子艰难地行驶了几公里后,忽然猛地一阵晃动,三分之一的车身悬空在悬崖边上。司机张大庆瞬时就白了脸,车子慢慢地向悬崖滑动。王明孝心里一紧,但很快冷静下来,他赶紧让同车的董北平、刘兴科下车,站在车踏板上压住车子不要让车子侧翻,自己坐在副驾驶位置上冷静地指挥小张慢慢地朝前移动。当车子通过这个5米多长的生死线后,王明孝轻轻地闭住了眼睛,心里说了一句:“我还活着!”车子无法通行了。王明孝他们背负着设备,踏着怒江的声响在1米宽的栈道上整整走了3个多小时。在穿出这条峡谷时,又一次像攀登友谊峰那样爬上了一个只有2平方米左右的石块。刘兴科第一次到这种地方,看着脚下的白云,肘边的雪峰,一阵阵地感到头晕,王明孝把他拉到自己身后。

  “主任,我站在边上吧,我年轻!”刘兴科看着王明孝被寒风卷起的头发说。

  “我习惯了,不害怕,你站里边,专心记录数据!”王明孝淡淡地笑了一下,就开始调整角度,瞄准远处的山峰工作了。

  几天过去了,测绘的结果都无法统一,一次次地失败,大家多少有些灰心。夜晚在帐篷里,喝酒驱寒的王明孝对大家说:“我们能不能换个角度思考一下,传统的方法能不能改变一下?”

  “改变传统方法,怎么变?”有人问。

  “就是要大家一起说说怎么变!不要担心说错话,科学领域许多成果都是说错话才有突破的,不破不立嘛!”王明孝笑着向大家说。大家的情绪被调动了起来,你一言我一语地谈着自己的想法。天快亮的时候,看了熟睡的战友们一眼,王明孝轻轻地走出帐篷。他人在营地转圈,脑子在“变”上转圈。一个大胆的设想在他脑海中清晰地迸射了出来:不联测国家GPS网和水准点,直接测定GPS网和水准点,采用等高线内插、卫星影像单片测图和航空立体影像测图相结合的成图方式!

  第二天,当王明孝把这一想法一说,一位老测绘说:“主任,这可是个创新和挑战并存的课题,如果不成立,我们就得浪费几个月时间,而且按照这种方式,必须找到绝对无遮挡的点位,我们随时都可能遇到掉下悬崖的危险!”

  “如果这种方式不行,我们再找新的办法!”王明孝看着这名老测绘说。

  在大家都同意了他的想法后,王明孝带着分队又出发了,经过2天的跋涉,他们终于找到了一处毫无遮拦的顶峰,找了一块稍微开阔的安全地带。王明孝他们搭起帐篷后,各自寻找测绘点。一天过去了,两天过去了,十多天测绘毫无进展。王明孝心里开始烦躁起来,难道自己的设想纯粹就是瞎闹腾?可是在潜意识里,他总觉得这个办法绝对可行,只是目前还没有理顺头绪,而要理顺头绪,就必须在一次次地失败中总结办法。

  1个多月过去了,再有8天,到爬上这个最高处就是整整两个月了。夜晚,那名老测绘又找到他,委婉地说:“主任啊,我估计这事成不了,你看,都这么长时间了,什么进展都没有,要不我们撤退吧?!”

  “再坚持坚持!”王明孝心里很烦乱,拿出笔记对老测绘说:“我给你看看我的笔记,你帮着想想,我提出的这个办法到底可不可行,我总觉得可以。”当老测绘看完王明孝的笔记后,一把抱住他,激动地叫道:“主任,你是神哎!我给大家鼓劲去!一定能成!”

  图:在可可西里执行青藏铁路测量任务

  图:在昆仑山动态测量试验成功一刻的欢呼

  最后的8天,王明孝爬上世界屋脊整整两个月后,这支被苦寒、缺氧困扰的队伍在上万次的分析研究中发现,通过某技术,竟然能测定出国家等级GPS点!这就是说,这块沉积的土地在测绘领域已经实现了与测绘网的连接!这是一个奇迹,王明孝想哭,却对着东方沙哑着嗓子喊了一句:“高原,我要告诉世界,我知道了你的每一处脉络!”

  王明孝又一次创造了奇迹。2011年夏,王明孝他们这项成果在法国巴黎展出,并获得国际发明银奖。当这项成果把200余万平方公里的土地脉络摸清之后,西藏怒江、帕隆藏布两江流域的水电站建设迅速运用王明孝的成果投入了建设,某武器阵地的测量工程也随之而动,中国有三分之一的边境联测也迅速展开。我国著名的测绘专家、中国工程院王家耀院士给王明孝的贺信中说:“你以GPS在高寒高原地区动态定位精于0.3米的奇迹,撼醒了沉寂的大地,在测绘史上留下了不可磨灭的一页!”

  四、孜孜以求开新篇,为军民融合探索发展新路

  十八大以来,习近平总书记对统筹经济建设和国防建设,推动军民融合深度发展高度重视,并在2015年将军民融合发展上升为国家战略。王明孝敏锐地捕捉到这一信息,深刻认识到当前和今后一个时期是军民融合发展的战略机遇期,也是军民融合由初步融合向深度融合过渡、进而实现跨越发展的关键期。

  近年来,原兰州军区某测绘信息中心作为依托单位,先后成立了信息工程科技创新工作站和博士后科研工作站。

  一个集测绘信息、气象水文、通信、情报、训练、机要等专业于一体的顶尖智慧“朋友圈”应运而生:解放军信息工程大学、中国科学院、清华大学、西安交通大学等49家科研机构、院校和企业相继进站,20位知名院士担任顾问,军内外近百名知名教授、研究员、高级工程师组成专家委员会,进站单位相关专业100余人成为中青年业务骨干……

  科研创新,人才始终是关键。通过这个开放式“朋友圈”,科技创新工作站主任、博士生导师王明孝所带的学生已扎根基层一线、军队院校以及地方高校,他们平时在各自岗位开展工作学习和创新研究,遇有科研难题时则集智攻关。

  智慧“朋友圈”带来的效益是显而易见的。王明孝说,部队不仅可以依托更多地方的科研教学力量和资源来培养人才,而且能将地方先进的创新理念和技术引入军队科研领域,并直接服务于战斗力建设。

  2015年底的一天,驻兰州某坦克修理厂厂长杨军专程来某测绘信息中心,请求成为科技创新工作站进站单位。原来,随着装备换代升级,许多坦克、火炮、装甲车的零部件已经停止生产,他想借助3D打印技术制造出损坏但已停产的零部件,以满足维修需求。

  这一想法给了王明孝很大的启发,坦克、火炮、装甲车能通过3D打印生产后,他没有就此止步,而是带领科研团队对一些常用武器装备零部件进行数字立体建模,构建起武器零部件三维模型数据库。

  “如果部队在高原、边防等区域作战训练,装备零部件损坏后没有备件,就可以运用3D打印设备进行现场快速制造、一次成型、当即使用。”王明孝谈及这项技术时总是憧憬无限。

  然而,快速制造虽然在理论和技术上完全可行,但受部队资金和设备的限制,“作坊式”运作难以实现规模化生产,何谈保障实战需要?

  王明孝这一次将目光投向了军民融合!他认为:兰州是西北军事重镇,甘肃是古丝绸之路的黄金点,军民融合有更好的发展机遇,重镇部队多,重镇军工企业多,兰州的科研院所多,高新企业多,那么这些都结合起来,按照国防来牵引市场,再通过市场来服务国防,那么军民融合之路会走得很宽。

  2016年,王明孝负责的科技创新工作站、博士后科研工作站与兰州市高新区、西安交通大学、解放军信息工程大学、甘肃省伯骊江3D打印科技有限公司共同成立快速制造国家工程研究中心兰州创新示范中心。同时,在甘肃省和兰州市政府的大力支持下,甘肃省3D打印工程实验室和甘肃省三维地图快速制造动员中心在兰州市高新技术开发区建成。这些创新中心和实验室汇聚了地理信息、新工艺、新材料领域的最新科研成果和尖端技术,通过快速制造、快速成形、快速模具等核心技术,能满足军地对3D打印技术及产品的需求,为军民融合、创新驱动、科技兴军和科技练兵打下良好基础。

  军队、政府、高校、企业……各类主体在此平台上聚集,进而产生“化学反应”,释放新动能,“产、学、研”在这里走向深度结合。磁性地形沙盘、柔性充气沙盘等一大批服务部队战斗力提升,蕴含巨大经济效益的成果层出不穷……

  图:王明孝带领团队研发的磁性地形沙盘

  图:王明孝带领团队研发的柔性充气沙盘

  在第二十三届兰州投资贸易洽谈会的展厅中,一个四合院模型引起了过往群众的普遍关注。院内的雕梁画栋和一草一木都清晰可见,可以说是对实体院落的“完美复制”。这就是王明孝带领的团队利用先进的激光扫描、三维建模技术采集兰州市唯一一座保存完整的清末四合院——柳合山堂全貌。并用3D打印技术将这座甘肃省重点保护文物用一种新的方式“保存”下来,为文物保护提供了有力的技术支持。

  图:利用3D打印技术制作的兰州清末四合院“柳合山堂”

  “政府给政策,部队和地方提需求,‘两站’和院校搞研发,企业抓生产。”在王明孝看来,这条军民融合的路子,不仅实现了智力资源的高度整合,而且实现了科研成果的批量化生产,真正打通了科研助推战斗力的“最后一公里”。

  图:利用3D打印技术研发的国际上首幅立体竖版世界地图

  近期,第一幅3D立体竖版世界地图被王明孝带领的科研团队在军民融合模式下研发成功。先进的技术让古老的地图再一次焕发生机,军民融合的创新模式让科学的进步迅速变为现实。王明孝深深地体会到:“真正的军民融合就是军地人才的融合,通过军地人才融合,重点从两个方面搞突破,一个是科学技术这一方面突破,科学技术决定着我军打仗的战术,技术决定战术,科学是第一生产力,也是第一战斗力,是核心战斗力,第二个是武器装备领域的融合突破,军民融合的最终目标就是富国强军,实现中华民族伟大复兴的中国梦。”

  2017年3月,习近平总书记在参加十二届全国人大解放军代表团会议时提出了“科技兴军”伟大战略思想。现场聆听习总书记讲话的王明孝更加坚定了探索军民融合之路的信心和决心。

  党的十九大即将召开,作为一名共产党员的王明孝决心在西部这片他生长和奋斗的土地上摸索出一个军民融合的模式,为下一步全国和全军做好军民融合起一个示范带头作用,为科技兴军和科技练兵贡献自己的力量,用实际行动履行对党的忠诚和誓言,向党的十九大献礼!

  本文由李梅、车昇昆整理报道;本文图片均有李生周、黄宝峰、李效强、马贺兵、车昇昆提供。