重磅!國產遠程巡航導彈射擊精度趕上美軍,可對境外目標實施斬首
近日,在2019年度最高科學技術獎提名公示材料中,披露了我國著名的攝影測量、遙感與地理信息學家和教育家,李德仁院士的先進事迹,以及他為航空航天、國防科技事業所做的重大貢獻。李德仁青年時本科畢業於我國著名的武漢測繪學院(現與武漢大學合併)航空攝影測量專業,後又於1978年考取了該學院的碩士研究生攝影測量與遙感專業,讀完3年碩士後又在1983年考取了德國斯圖加特大學的攝影測量與遙感專業博士學位,可稱得上是一位「學霸」。在德國留學期間,李德仁解決了困擾國際測繪學界130多年的一個重大基礎理論問題。測量誤差處理既是測繪領域的基礎理論問題,又是制約測繪產品精度的關鍵技術問題。
19世紀中葉德國的世界著名科學家高斯(在數學、天文學、物理學、大地測繪學等領域取得了巨大成就)提出最小二乘法處理大地測量中的偶然誤差,但測量誤差除含有偶然誤差外,還存在系統誤差和粗差,這三者如何區分與處理卻一直未能得到有效解決。直到1985年,李德仁在留德期間,首創了偶然誤差、系統誤差、粗差的可區分性理論,以及系統誤差和粗差檢測方法,才徹底解決了這一問題。該成果獲1988年聯邦德國攝影測量與遙感學會最佳論文獎——「漢莎航空測量獎」。這一中國人獨創的理論成果和方法不僅具有重要的理論意義,而且對提高數字化測繪精度,特別是對提高我國衛星遙感影像的幾何定位精度起了十分關鍵的作用。多年來,我國雖成功發射了一系列遙感衛星,但是受美國等西方發達國家對先進元器件出口的限制,我國國產衛星依靠星上定軌定姿設備進行遙感影像的直接定位精度太低,嚴重影響了遙感影像的可用性,更無法滿足遠程制導武器對目標打擊的精確定位要求,成為制約國產遙感衛星在國民經濟和國防建設發揮重要作用的瓶頸問題。
為了保險和謹慎起見,該成果首先在航空攝影測量技術獲得應用。經實際應用證明,它可以使原來需要三年時間的測量、成圖周期改為一次成圖,節省艱苦的野外工作量90%,降低成本70%。對於邊遠山區、作業人員難以進人地區和境外測圖,它可以完成原來靠人工作業不可能完成的野外測量工作,具有重要的軍事價值。該成果已成功地應用於北京、海南和我國南方某邊境勘察測量等重要項目中。專家認為它在整體上達到國際先進水平,其中質量控制和可靠性分析方面處於國際領先水平。
2007年以來,我國陸續發射了多顆高解析度光學衛星,影像解析度從米級逐步提升至亞米級,使我國自主獲取全球高精度地理信息能力得到大幅提高,但國產高解析度衛星存在著影像幾何精度不足,不能直接應用於測繪的難題。李德仁院士主持論證了「資源3號-01」衛星系統參數及誤差處理方案,研製了衛星地面處理系統,基於自創的誤差可區分性理論和系統誤差與粗差探測方法,提出衛星遙感影像全球無地面控制幾何處理技術體系,直接對衛星軌道、姿態等各類原始觀測參數進行系統誤差、偶然誤差和粗差的統一建模,以有效地剔除粗差、補償系統誤差、處理偶然誤差,首次將國產衛星影像全球無地面控制定位精度從300米提高到5米以內,實現了全球1:5萬無地面控制測圖,徹底解決了全球境外測圖的技術難題,推動了我國全球地理信息資源建設重大工程立項,為境外遠程精導武器精確打擊奠定了堅實地理信息基礎。
應用該理論與方法研製的衛星地面處理系統已應用於我國數十個軍民光學遙感衛星系統,為實現我國由測繪遙感大國向測繪遙感強國轉變做出了傑出貢獻。2016年發射的「資源3號-02」衛星更是將測高精度提高到優於0.5-1米,達到國際領先水平。在平時和戰時,世界各國具有精確高度標註的1:5萬軍事地圖都是嚴格保密的,只能用於部隊作戰、訓練和其它軍事行動中,公開或泄露會對國家重要軍事設施的安全造成嚴重威脅。因此,李德仁院士所取得成果的重大意義不言而喻。
在此理論及航空,航天測量成果基礎上,李德仁院士又率領我國科研人員首創衛星導航定位系統、遙感和地理信息系統(3S)三者有機集成的理論與方法體系,主持研發了我軍第一代3S集成應用裝備,包括遙感信息分發與應用系統、目標快速保障系統、三維數字化戰場環境系統、打擊效果評估系統等。其中的低空無人機遙感數據實時處理系統,能夠在30秒鐘內自動檢測與發現目標,為無人機實現在線偵察與即時打擊奠定了重要技術基礎,為各種應急測繪保障和國防安全信息保障中發揮了重要作用。
在民用方面,在他與其他科學家的倡導和努力下,我國已將高解析度對地觀測系統列為16個重大專項之一,並取得重大進展,將國產衛星遙感數據的自給率從10%提高到70%,使我國成為繼美國之後第二個擁有數字地球系統的國家。如今,我國地球空間信息產業得到快速發展,地球空間信息已在國家安全,經濟建設與社會民生等各方面得到廣泛應用,2018年中國地球空間信息產業總產值超過6000億元,並以每年20%以上的速度增長。地球空間信息產業從業單位數量超過9.5萬家,總從業人員數量已超過117萬人。
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