让先进测绘仪器国产化

过去很长一段时间，直到上世纪80年代中期，我国测绘事业发展面临着极大的挑战。一方面，国家经济建设飞速发展，对测绘工作提出了更高、更迫切的要求；同时，测绘仪器装备落后，精密航测仪器完全依赖进口，国外产品占据了90％的国内市场。由于国内研制不出这种仪器，外商漫天要价，一台测绘仪器要价几百万元人民币，甚至把一些零部件拼凑在一起高价出售。更重要的是，真正的尖端技术是不可能买来的。测绘技术和装备的落后，严重制约了国民经济的发展。

　　“我们曾经进口一批记录仪，每台6万美元，实际上是快要淘汰的产品，有的不能用、有的经常坏，维修一次又要上万美元。过去外汇稀缺，国家还要花那么多钱去购买这些所谓的高技术产品。”老刘说。

　　有一次在德国，一位外国专家演示他设计的示波器，打出复杂的波形给老刘看，不屑一顾地说：“这种复杂的光机电综合仪器你们搞不了，还是研制单纯光机型吧。”老刘当即把他要演示的下一幕提前道出来，刚才还自我感觉良好的外国专家只好尴尬地收起了仪器。

　　“对进口仪器的高度依赖、外国人的轻视与傲慢，一次次震撼着我的灵魂，我痛心、惋惜、窝火！中华民族是一个伟大的民族，为什么就不能研制出自己的精密仪器？研制中国人自己的测绘仪器，把国外产品挤出去，是我们科研工作者义不容辞的责任！”不达目的，誓不罢休，成为老刘重要的人生信念。

　　“我仔细研究国外的产品，其实没什么了不起，我们完全做得了。有一次，国家组团出国考察谈判，准备引进5台解析测图仪。团长问：‘什么是最需要引进的关键技术？’我说：‘除了油漆，我们都搞得了！’中国人并不比外国人笨，一定要有勇气赶超世界先进水平。目前，国货已经覆盖国内市场90％以上，并成功走向国际市场。”老刘说。

　　老刘凭着超强的自主创新意识，每隔几年就拿出一项能够解决测绘生产瓶颈问题的成果——第一个发明了写入我国航测规范的作业方法，第一次将计算机技术引入航测生产领域，第一次成功研制正射投影仪、数控测图仪、解析测图仪、全数字摄影测量工作站、数字航摄仪等一系列具有自主知识产权的产品。

　　测绘仪器的更新换代非常快。解析测图仪是老刘1988年的科研成果，后来获得国家科技进步奖一等奖。当时，所有人都为之雀跃：它结束了国外精密测绘仪器长期一统中国市场的局面。到1998年，这类解析测图仪几乎同时进了博物馆。“我们必须不停地推出新产品，才能在世界上站稳脚跟。让人感到欣慰的是，我国航测技术每10年一次的飞跃，基本上都采用了自主创新的产品。”

　　出国只有一种理由

　　上世纪80年代曾涌动出国潮。“我在美国、日本、德国的老同学、老朋友多次邀请我去国外，我都谢绝了。有人说，你这样的人在国外，成为千万富翁不是难事。但我从来没有想过要成为千万富翁，我不能为了个人待遇去为洋人打工。我是一个中国人，要为中国人争气。我不但要证明中国人不比外国人差，而且要证明中国人在国内干一样能够成功！有一次随团访欧，我在给哥哥的信中自豪地说，我只出一种国：讲学、培训外国人、推销我的成果。我后来赴美国、加拿大是宣传介绍我们的设备，赴日本是安装设备、培训日方人员，赴俄国是转让技术，赴芬兰是去培训，赴巴基斯坦、澳大利亚是装设备。”老刘说。

　　老刘的成果从根本上改变了我国测绘工作的落后面貌，极大地提高了测绘生产力水平。过去，测绘地图需要做大量的野外工作，测绘工作者跋山涉水，风餐露宿，非常艰苦，有时甚至要冒生命危险。现在，利用他主持研制的全数字摄影测量工作站，航空照片、卫星照片上普普通通的高山、河流、房屋，由平面变得立体了。以前大量艰辛的野外测绘工作，现在坐在电脑前就能完成了。过去测绘一幅1∶1万比例尺地形图需要一年多时间，现在不到一个月就可以完成，地图更新速度大大加快。仅此一项，就为国家节约资金约2亿元。

　　老刘的成果彻底打破了国外产品在中国测绘市场上的垄断。仅以全数字摄影测量工作站为例，价格只有国外同类产品的1/10，不仅占领了60％的国内市场，而且批量出口到美国、日本等国家和地区。

　　科研就像在地狱里爬行

　　“我大学毕业分配到国家测绘总局测绘科学研究所（现在的中国测绘科学研究院），老所长语重心长地说：‘祖国需要什么，一线需要什么，我们就要研究什么。要到生产第一线去，解决生产一线的问题，这是研究所的责任，也是研究人员的责任。祖国的希望寄托在你们身上。’用自己的科研成果武装测绘生产、提高生产力，是我一直坚持的人生追求。”

　　回忆当年，老刘说自己研制航测仪器，一无现成图纸，二无参考资料，三无资金支持。每走一步都要付出更大的代价。

　　“1985年，根据航空测量仪器的发展趋势，我们结合实际提出了研制解析测图仪的总体方案与设计思路。这个课题不仅难度大，包括了光、机、电、航测、电脑技术在内的多种学科，而且时间紧，要在两年四个月内完成总体设计和光、机、电部件加工以及上百个程序的编制、总体调试等工作。课题组每位同志都以忘我的热切情怀，夜以继日地工作。研制过程中，我们采取结合生产分阶段研制的办法，经过1000多个日日夜夜的艰苦鏖战，1987年成功研制出JX-3解析测图仪，并很快在国内得到大规模应用，一举夺回解析测图仪国内市场。德国一家公司的香港销售公司一再降价仍难挽回市场，只得关张大吉。”老刘说。

　　“JX-3解析测图仪开始用的计算机是单板机，没有操作系统。为了能够推广应用，必须及时把单板机提升到系统机上面去。这是非常重要的一环。那段时间我带着笔记本电脑，把原来单板机上面的驱动软件，一个个移植到系统机里面去。春节期间，助手们回家探亲，就剩下我，时间不等人，工作不能停！我拉着10岁的儿子帮忙，爷儿俩整个春节期间在实验室连续苦干，一共焊接了几百个焊点，累得几乎直不起腰来。就在这一年，JX-3解析测图仪实现了批量生产，并出口国际市场。”

　　除了条件简陋之外，从事测绘研究还面临许多挑战。老刘说：“科研工作就像在地狱里爬行，而且背上还压着一口锅，一不小心很可能会被扣在地狱里。谁最能吃苦，谁最能坚持，谁就能最后爬出去！否则，没有顽强拼搏的意志和坚忍不拔的毅力，就会前功尽弃、一事无成！”他牵头搞的几个重大项目，从开始到成功每次都历时10年左右，经过上百次的失败、无数次的起起落落。但他从不气馁，从未放弃。

　　老刘说：“早在1968年，我们在四川编制空中三角测量程序，为了解决一个难点问题，我三天三夜在机房度过，连续上机时间最长的一次达8个小时。1980年国庆节，为了调试等高线拟合程序，3天假期我从始至终待在计算机房，每天连续工作10多个小时。”

　　产业化最成功的科学家之一

　　如果说矢志报国是老刘科研的动力，那么结合生产搞科研就是他的准则。他不赞成从纸面到纸面的科研工作，也不单纯追求填补空白。“搞科研要向两种人学习，在创新方面要向作曲家学习，永远拿出新东西；在产业化方面要向厨师学习，你做的每顿饭都能被吃掉。科研成果如果缺少创新的成分，没有自己独到的东西，就不会有人应用，怎么谈得上产业化？创新从何而来？只能是生产实际。”

　　“刚参加工作时，国家测绘局从经济建设需要出发，从1∶5万比例尺地形测图转向1∶1万大比例尺地形测图。原来的那种方法精度比较低，不能用于1∶1万比例尺测图。我深入生产单位与作业员一起作业，对测绘生产有了充分的了解。通过潜心研究，不到一年时间就发明了坐标法解析辐射三角测量，解决了精度低的问题，为航空测量内业平面加密开创了新途径。用这种方法，精度提高了一倍以上，而且省去了大量野外作业，满足了测制1∶1万比例尺地形图的需要。”老刘说。

　　JX-3解析测图仪的实用性来源于实践。老刘在研制仪器时，特意邀请生产单位的作业员来参与，生产作业需要什么功能，就在仪器上设置什么功能，想用户所想，急用户所急。用户感慨说：“这仪器太好用了，真不知道刘先生是怎么知道测图中那么多细微环节的！”

　　长期以来，许多用户对国产设备信心不足，甚至认为基本不能用，于是老刘把大量精力用在搞好产品服务上——经常带领课题组同事走进测绘仪器工厂，深入用户单位，上门服务，传送经验，免费解决各种问题。不仅完善了产品，而且感动了用户。JX-4销售至今，每年都销售150套左右，覆盖了整个国内市场。三四年前就有人预测市场已经饱和了，但JX-4的销售势头一直旺盛不衰。

　　老刘最近研制成功的数字航空摄影相机，从设计研制、生产到试验，始终以用户需求为第一目标，并针对进口产品的不足加以改进。因此，这一仪器在多个方面性能超过国外同类产品，引起瑞士、美国、日本、巴基斯坦等国技术同行的高度关注。

　　从事科研工作40多年来，老刘发表的论文加起来不超过20篇，而他所有的科研成果没有一个变成保险柜中的常驻图纸，也没有变成无人问津的“铁疙瘩”，每个项目都在实际中应用，转化为现实生产力。科技部高新技术发展及产业化司一位负责同志曾说：“刘院士的成果，做出一个应用一个，他是产业化最成功的科学家之一。”

　　老刘的成果产生了极大的经济效益和社会效益。他研制的全数字摄影测量工作站已在测绘、水电、铁道、地质、冶金、煤炭、农林、城建、环保等行业大面积推广应用。第三代解析测图仪刚刚研制出来时，四川测绘局买了3台，用这些仪器3个月就完成了宝成铁路复线测图任务，比采用传统方法提高工效5倍，创造产值上百万元。

　　秘诀是锲而不舍地学习

　　谈到自主创新的秘诀，他说就是锲而不舍地学习。“自主创新本身就是各种知识、各种技术综合集成的结果，要求我们必须瞄准科技前沿。每一次研制新的测绘仪器，都需要大量的光、机、电、航测、电脑、外语在内的多种学科。我不是搞计算机出身，通过学习，也照样能掌握软硬件；下干校前从未搞过仪器，几年后通过钻研，也成了光机电方面的行家。”老刘说。

　　1980年，我国测绘界参加一次国际会议，老刘的论文被选中大会发言，因为他学的是俄语，不懂英文，只好请人代为宣读。随后，测绘局派他到外语学院脱产学习英语一年。“我很不自信，坐在教室最后一排的角落。一次，老师让我念26个字母，我竟然念不全，引得同学发笑。于是，我主动要求调到第一排，发奋用功，学习结束时成绩是全班第二。”

　　2003年，老刘牵头研制“SWDC数字航空摄影仪”，很多人认为他肯定搞不成。“我就是不服输！我挤出尽可能多的时间学习这方面的基础知识和发展前沿，心中有了底之后，便开始深入调研，到处请教。在四川，一个老航飞员介绍，现在航摄仪最常用的焦距150毫米偏长，88毫米偏短，120毫米最好。我牢记在心，现在SWDC-4的焦距就是等效于120毫米。在总参测绘局，一位同志介绍，要取得理想的测图效果，数字航测仪的旁向视角必须达到90度以上，而进口产品的旁向视场角不到70度。据此，SWDC-4数字航测仪的旁向视场角超过了90度。经过深入研究，我们的这一成果不仅成功出炉，而且高程精度要比国外产品高好几倍，由于精度的突破，摄影测量的应用领域大大拓宽，过去不能做的现在也变成可能。”老刘说。

　　科研工作者不能昧着良心说话

　　老刘当了院士以后，请他出席的会议多如牛毛。他就一个原则：与测绘有关的去，与测绘无关又不得不去的，去了也只讲测绘。有个上市公司是老刘公司的客户，请了几位院士去开会，宣传他们的新概念，希望院士们认可他们的发展规划。老刘一听，所谓的新概念都是虚的。其他院士都签了字，一向秉承“客户至上”的老刘就是不签这个字。尽管得罪了客户，老刘说科研工作者不能昧着良心说话。

　　老刘为我国测绘事业的发展作出了重大贡献，但从不躺在功劳簿上居功自傲，始终严格要求自己，从没有要求组织给他解决过个人的问题。他爱人身体不好，两个儿子都已成家，家里成了“空巢家庭”。为了不让夫人感到孤独，他有时出差也带着夫人，但他公私分得很清楚，夫人的路费一定要自己出。刘先林家离单位远，照顾爱人很不方便，院里想在单位大院里给他补一套单元房，他坚决不同意，说院里房子本来就紧张，不能再要了。前几年，为了刘先林工作方便，院里专门给了他一套里外间的办公室，可他把里间让给同事搞研究、做实验，自己办公的地方挤了又挤。院里还提出为他配备汽车和司机，也被他一一谢绝。

　　老刘的椅子也很有意思，还是1973年国家测绘局恢复后的胶合板凳，没有扶手，上面的油漆早已脱落了。有人张罗给他换个舒服的椅子，他振振有词：换了那种摇椅似的椅子固然很舒服，可是人坐在上面摇啊摇，容易睡着了。所以不能太舒服，太舒服就不能出科研成果。他还劝下面的年轻人，你们也都坐木椅子吧。