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    光明日报 2022年03月13日 星期日

    紧跟部队需求搞科研

    ——记国防科大前沿交叉学科学院副研究员魏国

    作者:本报记者 刘小兵 本报通讯员 颜瑾 《光明日报》( 2022年03月13日 07版)

        在南苏丹执行国际维和任务的魏国。姜东坡摄/光明图片

      【知识·军旅·人生】

      “我在哪儿?”“我要去往何方?”在危机四伏的深海,如果没有惯性导航系统,潜艇就是“无头苍蝇”。

      国防科技大学前沿交叉学科学院副研究员魏国,14年来跟随团队研制惯导系统,几乎是单枪匹马攻克了惯导系统最核心的算法问题,助力我国潜艇拥有了具备高精度自主导航能力的“大脑”。“能为大国重器贡献力量”,魏国深感自豪。

    “这个算法你必须拿下”

      魏国的导师是我国激光陀螺及其惯性技术领域专家龙兴武教授,魏国是龙老师的学生中为数不多研究测控技术的。

      “龙老师带学生一贯只给大方向,而且对工程要求非常高。”2007年,刚读研的魏国才知道连“拧螺丝”都有学问,“必须考虑应力均衡,第一个要留有余量,后续螺钉要依次沿对角方向慢慢加力……”龙老师对细节的一丝不苟深深影响着魏国的科研风格。

      在惯导系统中,激光陀螺是硬件核心,导航算法是软件核心。在工程样机研制的关键阶段,仍在攻读博士学位的魏国临危受命,紧急攻关系统核心导航算法,龙兴武要求:“魏国,上型号的算法你必须拿下!”

      缺失相关数据和配套软件,魏国就用“笨办法”,一个个摸透接口、再调程序,而且还要“摸透陀螺的脾性”,想办法让陀螺在系统中发挥出100%甚至120%的效能。

      整整3个月,他在地下一层实验室埋头苦干。“那里手机信号弱,安静。”调程序是个细致活,上万行代码需反复检查,一周前过了二十几遍的一行代码,一周后他会再检查数遍,即便是一个符号的全半角错误都不能容忍。他认真地说:“算法的任何问题都不是小问题,它会直接影响系统精度。”

      在没窗户、通风性差的“小黑屋”,在一米见方的老式办公桌前,魏国写出了适用于高精度惯导系统的软件算法。“它能够感知到地球物理场的周期变化所引起的细微误差”,当时国内只有两家单位的导航系统可以达到这种精度,国防科大就是其中一家。

    “一定要把重大任务保障好”

      魏国第一次上某新型潜艇时,忐忑又兴奋:“我告诉自己,一定要把部队的重大任务保障好。”魏国个儿高,舱内空间狭小,为了调试设备,他一蹲就是一天,弄得满身油渍。这次保障中,魏国发现:“新型潜艇和普通潜艇不一样,它内部的升降温不剧烈。”

      惯导系统原本的温度补偿算法遵循快速升降温的航空模式,而不匹配环境的算法会影响系统的长时间精度。魏国定制温箱、模拟新型潜艇温度环境、测数据、改算法,最终建立起适合新型潜艇的温度补偿模型。

      一个问题解决了,新问题又出现——惯导系统启动时间长,而海军接到命令后必须马上出航,要求设备应急启动。经过计算,魏国判定可通过损失一定的系统精度提升载体机动性,他提出了航海惯导系统零位保持技术,在节省时间的同时提升精度。此外,他又改进了基于潜艇运动特性和旋转调制技术的卡尔曼滤波器,实现了无阻尼条件下的海上启动和综合校正,保证系统在无外界信息的情况下依然有高精度。

      随着部队使用的惯导系统型号增多,官兵又提出:“用的时候不知道哪套精度高,能不能测一下?”于是,魏国研制了能在出航前评估不同系统导航精度的联合定位装置,在潜艇下潜后实现两套互补,提升共同精度,海军评价该装置“依托现有,优于现有”。有官兵说:“原来觉得院校解决不了我们的实际问题,现在看来,你们真是好样的!”

      “部队的需求在哪里,我们的研究就深入到哪里。”依靠精益求精的科研态度,魏国接连获得军队科技一、二等奖,某项研究成果被鉴定委员会评价为“国内领先,国际先进”。

    “出去不能给国家丢脸”

      沉甸甸的成果本可以“消化”一段时间,但闲不下来的魏国又找到了新挑战——执行国际维和任务。

      初到南苏丹朱巴战区担任军事观察员的他,加班加点熟悉任务区的各类标准作业程序和作战命令、各国英语口语发音、队里的通联和后勤、不同类型的巡逻核查任务……“出来维和就是代表中国形象,不能给国家丢脸。”在紧张的维和中,魏国依然保障着科研任务。“出国前,我把手头事务能自动化的都自动化了。”比如转台标定,魏国就编了个程序保证一键完成。

      有一些需要他手动完成的,魏国就利用南苏丹和国内5个小时的时差抓紧工作。国内同事入睡时,他这边天刚黑,正好加班计算。维和期间,魏国跟进的一项和其他单位合作的机上导航项目,取得了比测整体第一的好成绩,归国后他又入选军队高层次科技创新人才工程。

      维和任务结束时,魏国被授予联合国和平勋章,获联合国南苏丹特派团部队“总司令嘉奖”最高荣誉,综合业绩被联合国评定为最高等级——“杰出”。

      从枪林弹雨的南苏丹回归中国,当飞机降落在浦东机场的那一刻,魏国大口呼吸着祖国的空气。他说:“经历过充满硝烟的异国战场,现在回归没有硝烟的科研战场,我更加清楚了自己该走的方向。国家强大,在外才有底气,而科技硬实力,就是我们最大的底气之一。”

      (本报记者 刘小兵 本报通讯员 颜瑾)

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