北斗“达人”刘经南：将中国导航系统定位于全球第一梯队

仙仙

“在与祖国科技事业共同成长的经历中，我深刻认识到，涉及国家安全的关键领域，一定要能自主可控，一定要有引领性、原创性的科学技术，大国才能步入强国之列。”


6月12日，北斗三号系统完成全球组网前夕，大地测量与卫星导航专家刘经南院士荣获湖北科技突出贡献奖，站在领奖台上他如是说。


刘经南，我国卫星导航技术领域学科带头人，也是我国卫星导航定位工程应用领域开拓者。他带领科研团队不畏艰难、勇攀高峰，从跟随、超越到引领，在我国卫星导航定位领域填补多个空白、实现多个第一。


探测西部油气资源，打破国际“定论”


科学有领域之分，科研精神却一以贯之。


1962年，高中成绩优秀的刘经南没能被第一志愿北京大学生物学专业录取，而是到了武汉测绘学院就读天文大地测量专业。他一度想过退学，来年再考一次。直到大二，他才对本专业产生兴趣。


大学毕业，刘经南被分到湖南煤田物探测量队，负责外业测绘，历经各种艰辛，数次与死神擦肩而过，一干就是11年。11年里，刘经南不忘初心，他说：“我想做科学研究工作。”


“本来我应该是1978级，因为录取通知书在路上走了3个月，错过开学时间，第二年又考了一次。”1979年，36岁的刘经南“再次”考入武汉测绘学院大地测量专业读研。


20世纪80年代，国家部署对西部油气资源进行探测，刘经南受老师委托西进青海、新疆。


高程坐标不精确，容易给后期的开采造成很大误差。如何提高高程精度，是刘经南他们要解决的问题，面对挑战，他废寝忘食，埋头处理数据。


“用卫星定位的方式，通过高精度转换模型，就直接可以得到高程达到1米左右的精度。”刘经南说，他们修正了当时国际上卫星定位的大地高度不能直接用于石油勘探的“定论”，满足了国家开发西部的重大需求。刘经南也因此获得了人生中第一个国家科技进步奖。


“怀疑一切”，这句话深刻影响了他


中学时，刘经南偶然看到一本《马克思的青年时代》，书中马克思的二女儿劳拉问马克思：“你最喜爱的座右铭是什么？”马克思答：“怀疑一切。”


“这句话影响了我一辈子。”在接受记者采访时刘经南说。


刘经南搞研究有一个习惯，对教科书上的证明和理论，都要先学习然后找出问题，“我可不可以用另外的方式来推导它？”正是凭借这种“怀疑一切，敢于挑战”的钻研劲头，他带领科研团队不断攀登科学高峰，填补了多个空白，创造了数个第一。


20世纪80年代初，国际上有关两大坐标系转换的模型有三个，谁优谁劣，争论十余年未见分晓。刘经南深入研究验证后，在国际上第一次从理论和实践上证明了三个坐标转换模型的等价性，为这场争论画上了一个圆满句号。


20世纪90年代，GPS（全球卫星定位系统）技术在国际上迅速兴起，我国是GPS应用大国，相关软件却常常受限制。


攻关就要迎着困难上。很快，刘经南研制出我国第一个GPS商品化软件——GPS卫星定位数据处理综合软件。目前，该软件已被国内外数百家单位采用，占领国内80％以上市场，并作为专有技术出口海外。


自主创新，闯进全球第一梯队


高精度卫星导航增强服务系统，过去主要依赖美国和欧洲。刘经南说：“它们本来精度也不算太高，我们常常还被故意降低精度。”


2005年，刘经南和团队系统地研究并发展了全球卫星导航系统精密定轨、定位理论和方法，研制出我国首个具有自主知识产权的卫星导航数据精密处理软件系统，在国际上首次实现四大卫星导航系统（北斗/GPS/GLONASS/Galileo）联合精密定轨。


2012年，我国北斗卫星导航系统正式为亚太地区提供服务，如何实现北斗系统高精度服务能力是亟待解决的问题。刘经南带领团队，提出建设国家地基增强系统的创新方案，并在湖北省建立了国内首个省级区域的北斗地基增强示范系统。


目前，自主高精度卫星导航增强服务系统，在全国范围已形成了分米级、重点区域厘米级的定位服务能力，打破了国外垄断。


“在世界导航领域，我们实现了从跟跑、并跑到领跑三个层次。”刘经南说，导航精度也从100米到现在的动态厘米级定位，位居全球第一梯队，以5G为代表的“新基建”加速推进，北斗系统即将迈入全球服务新阶段。