許其鳳院士的秘書稱,許其鳳對工作異常熱忱,長年累月熬夜,餓了就吃一頓泡麵湊合。他生活很不講究,家裡的沙發、桌子、電視都非常陳舊。
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許其鳳,他長期從事「衛星大地測量與導航定位」領域的教學與科研工作,是北鬥二號系統星座方案主要設計者
作者:《環球人物》記者 李璐璐
2020年6月23日,我國北鬥三號全球衛星導航系統最後一顆組網衛星在西昌衛星發射中心點火升空。這是第五十五顆北鬥導航衛星,被稱為北鬥的收官之星,至此,我國北鬥全球衛星導航系統星座部署全面完成。這個舉世矚目的消息傳來時,許其鳳正躺在中國人民解放軍總醫院的病床上,因為病情惡化,他已入院半年之久。幾天之後的7月2日,許其鳳病逝。原本沉浸在喜悅之中的人們陡然悲傷,網友沉痛留言緬懷這位北鬥功臣:「許院士,北鬥終於建成,你卻離開了。」
2020年6月23日,我國北鬥三號全球衛星導航系統最後一顆組網衛星在西昌衛星發射中心成功發射
接到許其鳳去世的消息時,他的秘書也是曾經的學生叢佃偉一時沒反應過來。「今年年初,我還和幾位同事一起去給許院士慶祝了84歲生日。」叢佃偉對《環球人物》記者說。當時,許其鳳身體很虛弱,已經不太能說話。叢佃偉見到他時,他的身上插滿了管子。儘管如此,為了迎接同事的到來,許其鳳早早就讓家人將他從病床上扶起,坐到了椅子上。叢佃偉向他匯報了一些工作進展情況。許其鳳很欣慰,和大家開心地交流了幾句,看上去精神還不錯。叢佃偉沒想到,這是最後一次見到導師。「我真的沒想到他就這麼走了,從患病到生命的終點,許院士一直很積極樂觀,也一直沒有停下工作。」
2015年底,年近八旬的許其鳳查出患有肺癌,經過深思熟慮後,他毅然躺上了手術臺。術後,許其鳳身體剛剛恢復,就馬不解鞍地繼續跟進課題工作。2018年5月,他趕赴哈爾濱參加第九屆衛星導航學術年會,做了主題為「認識北鬥 應用北鬥」的報告,並現場進行答疑。此後,許其鳳又應邀到廈門理工學院做報告。廈門理工學院測繪工程專業的教師張愛國是許其鳳帶過的博士生,他對最後一次見到許其鳳院士的情景歷歷在目。「當時我和幾名老師一起接待許院士,他非常和藹,會議結束後,我們就在會議室裡吃了簡單的工作餐。許院士的身體狀況已經不太好了,上樓很吃力,但他很樂觀,還向我們分享了他的治療過程。」
儘管身患惡疾,許其鳳對主持的多項重大科研課題依然親力親為,大到總體設計,小到某個設計細節均能考慮周到。最讓學生們感動的是,涉及關鍵問題的仿真研究,他總是會與學生一起進行編程仿真,以確保仿真結果更具可信性。他時常說:「我就是一個搞技術的人。」他堅持和年輕人一道編寫和調試程序,親自指導學生,為我國衛星導航與航空航天領域培養出了大批的後備力量。
許其鳳將自己的一生定位為「許教員」,培養出的許多學員成了衛星導航領域的頂梁柱。他總是說:「如果我還能編程序,還能推導公式,說明我還沒老,還能為國家、軍隊服務。」
許其鳳長期從事「衛星大地測量與導航定位」領域的教學與科研工作,是中國最早開展衛星大地測量與GPS(全球定位系統)技術研究的學者之一。上世紀60年代,他研發了人造衛星測向儀,成為中國最早的一批觀測儀器,可以通過恆星的方向來計算衛星的方向。
到了80年代,美國、蘇聯、歐洲共同體等爭相布局,開始佔領太空領域的軌道與頻譜資源。中國建立起一套自主可控的衛星導航系統刻不容緩。許其鳳決定將研究方向轉至衛星導航領域。當時,全國從事衛星導航的研究人員僅有兩三人,作為其中一員,許其鳳大量搜集資料進行鑽研,並自主學習天體力學、軌道理論等相關知識。1982年,他率先在國內開設了衛星導航與精密定位課程,為國家測繪導航領域培養人才。
1985年,許其鳳帶著第一篇學術論文前往美國,參加首屆GPS全球定位系統研討會,他的論文成為焦點。研討會結束後,許其鳳接到了外方的工作邀約,但他毫不猶豫地拒絕了。他說:「我出國是學習,不管是在軍校以至後來的工作,都是為我們國家的軍隊建設服務的。」
訪問歸國後,1987年,中國航天工業部籌劃研究飛彈發射的定位定向課題的任務落在了許其鳳肩上。經過3年多日日夜夜的研究,許其鳳和團隊解決了武器定位的難題,衛星導航定位研究實現了新的跨越。他欣慰地說:「渴望已久的事情終於變成了現實,我們搞的是應用科學,在應用技術裡面,如果沒有實踐,那基本上和缺一條腿一樣。」1989年,許其鳳出版了《GPS衛星導航與精密定位》一書,這是中國第一本全面闡述衛星導航系統的綜合性專著。
幾乎在同一時期,以陳芳允院士為代表的專家學者提出了利用兩顆地球同步軌道衛星來測定地面和空中目標的設想。經過多次研討後,中國「三步走」的北鬥衛星導航之路鋪開,「先區域,後全球」的思路被確定了下來。
1994年,北鬥衛星導航系統啟動建設,北鬥一號衛星導航系統工程正式立項。2000年,發射兩顆地球靜止軌道(GEO)衛星,建成系統並投入使用,採用有源定位體制,為中國用戶提供定位、授時、廣域差分和短報文通信服務;2003年,發射第三顆地球靜止軌道衛星,進一步增強系統性能。北鬥一號的建成使中國成為繼美、俄之後第三個擁有衛星導航系統的國家。
然而,與美國的GPS和俄羅斯的格洛納斯相比,北鬥一號仍有不小差距。於是,2004年,北鬥二號衛星導航系統工程立項研發,許其鳳承擔起我國第二代衛星導航系統的星座設計工作,包括發多少顆衛星、衛星的發射高度以及怎麼進行排列等前期設計。
當時,很多人建議我國參考已有的西方成熟技術進行GPS的衛星星座方案設計,但許其鳳在仔細分析判斷國家發展需求與國際態勢後發現,在衛星星座的設計中,美國GPS的中高軌衛星組成的衛星星座是繞全球轉的,這對於中國來說只有不到40%的利用率。憑藉著對衛星導航和GPS的全面了解,許其鳳認為中國必須要「另起爐灶」。他開始思考,能不能選別的軌道,既滿足軍事需求又少發幾顆衛星?經過嚴密的計算推演,他提出採用傾斜同步軌道代替類似GPS的軌道,設計8顆星的最小衛星星座的建議。
許其鳳提出的全新方案,實現了立足我國本土設站即可實現對全系統的監控。同時,他還提出準實時校正運行方案,保障了系統的高精度導航性能和穩定性,並擁有獨特的短報文功能。然而,對於他提出的新方案,很多人並不認同。有人提出異議:「外國人都沒有採用過,我們國家採用是不是可靠?是不是能夠達到這個最後的設計目標?」面對質疑,許其鳳並沒有放棄,經過長期的實踐測試,他的方案最終得到採用。事實證明,這一方案推動了我國衛星導航系統完成從0到1的突破,使我國成為世界上第三個具備自主可控衛星導航定位能力的國家,並為國家節省經費達20億元。
北鬥二號系統於2012年12月宣布正式建成,完成14顆衛星發射組網,實現了全天時全天候為亞太大部分地區提供定位導航授時服務。
2017年10月14日 ,北鬥衛星導航系統首次在國產民機應用試飛取得成功
在發展的同時,中國把目標延伸至提供全球服務。2009年,北鬥三號工程正式啟動建設。北鬥三號衛星導航系統由24顆中圓地球軌道衛星、3顆地球靜止軌道衛星和3顆傾斜地球同步軌道衛星,共30顆衛星組成。其建設目標是為中國及周邊地區的用戶提供陸、海、空導航定位服務,促進衛星定位、導航、授時服務功能的應用,為航天用戶提供定位和軌道測定手段,滿足武器制導的需要,滿足導航定位信息交換的需要。隨著不久前北鬥「收官之星」成功發射,我國北鬥衛星導航系統又進入了新領域。
慶幸的是,許其鳳見證了這一切。
許其鳳17歲考入解放軍測繪學院,1958年畢業後留校執教,一直在解放軍測繪學院學習工作。1963年,許其鳳和廈門姑娘林素婉結婚。為了工作,幾十年來,夫妻倆一個在鄭州,一個在廈門,分居兩地,聚少離多。1991年,廈門集美大學航海學院聘請許其鳳擔任教授。這本是一家人團聚的好機會,但當時,許其鳳正負責全國全球定位系統一級網工程項目,他參加了總體方案設計、技術人員培訓、施測指導和數據處理等工作。為了不影響工程進展和研究生的培養,他最後沒有調動,依然留在了測繪學院。直到2007年1月,廈門理工學院成立了空間信息技術研究所,邀請許其鳳擔任特聘所長,他才有機會常來廈門。
對許其鳳來說,家是旅館,實驗室才是家。叢佃偉告訴記者:「許其鳳院士對工作異常熱忱,長年累月熬夜,餓了就吃一頓泡麵湊合。他生活很不講究,家裡的沙發、桌子、電視都非常陳舊。」每次受邀外出講學或開會,即使是對方負責行程安排,他也總是交代,如果乘飛機經濟艙就可以了,坐商務艙浪費國家的錢,乘高鐵也是要求只要有座就行。
廈門理工學院空間信息技術研究所副教授滿旺回憶說:「許院士非常平易近人,臉上經常掛著笑容,和他接觸我們沒有絲毫緊張感。院士穿著樸實,通常是軍裝長褲或很正式的西褲,加上一件很正式的襯衫。當時我們系教師的平均年齡不到30歲,他非常關心大家的成長,經常詢問大家的教學研究情況,告訴青年教師如何站穩講臺,練好教學的基本功,讓我們受益匪淺。他常講,臺上三分鐘,臺下十年功。這話對我們的觸動很大。」
滿旺記得,在院系所成立的前幾年,許其鳳每年都會來參加開學典禮,並堅持和學生面對面交流。「許院士通常會有個簡單的開場白,沒有豪言壯語,只有樸實平常,和藹得像鄰家爺爺,然後讓學生提問。學生們自然也不會放過機會,一場見面會下來,通常要一個上午或一個下午,可他從來不嫌煩,總是安靜、平和、耐心地回答學生的問題,一直到學生們沒問題為止。」許其鳳去世後,滿旺寫下一副輓聯表達哀悼之情:「以身許國,其功其德光耀千秋;此心為民,鳳鳴北鬥恩澤萬代。」
如今,北鬥導航早已滲透到社會發展的方方面面。在備受矚目的珠峰測高中,在為武漢火神山醫院建設提供高精度定位、精確標繪時,在支持無人機實現精準噴灑的防疫作業中,都使用了北鬥導航系統。全世界也已有半數以上國家在全球範圍內使用北鬥導航系統。
許其鳳生前曾感慨:「回首半個多世紀的風風雨雨,有鮮花也有荊棘。對我來說,科研之路上的一次次困難和挑戰,就是我成長的沃土。從軍、從教六十餘載,我是一名普通的老戰士,也是一名普通的老教師。以知識築牢空間長城、以心血鑄就和平之盾,是我義不容辭的責任,也是我始終不渝的強烈願望。」
他用自己的一生踐行了這一責任和願望。