刘基余

刘基余,卫星导航与测绘技术专家,中国卫星导航开拓者、电磁波测距奠基人之一。先后从事GPS动态载波相位测量技术及其数据处理软件、光波/微波测距研究,主持研制成功了中国第一台大型光电测距仪和星载激光后向反射镜阵列,为建设中国卫星导航系统出谋划策,积极推广GPS卫星导航定位技术应用,为中国卫星导航和测绘事业的发展作出了重要贡献。

刘基余 - 简历

1936年5月22日 出生于湖南省浏阳县杨花乡。

1956年9月-1961年7月 在武汉测绘学院大地测量系学习。

1961年8月-1970年10月 在武汉测绘学院大地测量系任助教。

1970年11月-1976年3月 在解放军57659部队任技术员。

1976年4月-1977年6月 在武汉测绘学院大地测量系任助教。

1977年月7-1978年12月 任援老(挝)测绘专家组电磁波测距专家。

1979年1月-1985年6月 在武汉测绘学院大地测量系任讲师、副教授。

1985年7月-1986年7月 在原西德应用测量研究所(IfAG)任访问学者。

1986年8月-2000年7月 任武汉测绘科技大学特聘岗位责任教授、博士生导师。

2000年8月至今 任武汉大学测绘学院任教授、博士生导师。

刘基余 - 生平

刘基余,1936年5月22日生于湖南省浏阳县杨花乡一个贫苦农民家庭。虽然他是这个四世同堂家庭的长孙,倍受曾祖母和祖父母的宠爱,但是在那“朱门酒肉臭,路有冻死骨”的半封建半殖民地社会里,穷人是糠菜半年粮,他妈妈没有奶水,全靠米粉糊喂养长大。1943年,该上学了,可是有老少11口人的家里,哪有钱送他上学?不喝点“墨水”,又总受人欺侮。他祖父刘成金下定决心,无论如何也得设法让孙子辈的他读几年书。1945年,终于在附近上了小学,一边读书,一边放牛、割草,晚上做鞭炮,农忙时就停学。

1950年,他以高分考上了选文中学(现浏阳二中)。可是,因家庭缺乏劳动力,其父要他做帮手,只好一边读书,一边勤工俭学,担煤、种菜、养鱼、喂猪什么都干,以弥补学习生活费用之不足。1951年6月22日加入中国新民主主义青年团。同时,以优等成绩提前毕业考入醴陵第一中学高中。因家庭缺乏劳力等原因,在父母一手操办下,为了能继续上学,不得不过早地同勤劳、善良,既能干农活,又能做鞭炮的农村姑娘张爱兰于1954 年结为连理。现在,夫妻朝夕相处,白头相伴,已渡过了金婚。

1956年高考前的13天,一向喜欢文学,一直准备考文科的刘基余,学校却决定让他和另外4位同学参加特种工业(原子能专业)的考试。在党叫干啥就干啥的思想指导下,他改考了理工科的原子能专业,结果被分到武汉测绘学院(现武汉大学测绘学院)大地测量专业。开初还不太安心,仍在课余时不断钻研文学,可是又想不是共产党毛主席,穷人的孩子哪能上大学?而且享受甲等助学金,还有几元零花钱,以及寒衣补助等,因此应该用心学好功课。1960年2月,学校决定提前一年半抽调他留校从事大地测量教学工作。因当时未给他定级,其后在增加工资时,还不能以1960年参加工作计算。他不讲条件,不计报酬,党指向哪里,就奔向哪里,这就是那一代人的基本特征。1960 年3月6日加入中国共产党。

1960年4月,刘基余被派到国家测绘总局雷达测量无线电培训班学习,突击学习电工学、电子管、无线电基础,并设计制作电路板,用示波器等仪器进行调试。他的无线电兴趣也随之而生。1961年2月结业返校后,一边继续跟班学完大学课程,一边辅导所在的564级的“电磁波测距”课程。为了教好这门新开的课程,他如饥似渴地学习无线电电子学与光学,当时电磁波测距的中文书籍极少,不得不每天清晨就起床攻读俄语,每晚近子夜才能就寝。日复一日、年复一年地啃了一本又一本的无线电和光学专业书籍,以及俄文专业文献,同时也深深地爱好上了无线电。功夫不负有心人,1968年他讲授了无线电专业本科生的“电工学”和“无线电基础”课程。

1970年11月,刘基余奉调到解放军57659部队任技术员,主持研制成功了中国第一台大型光电测距仪。1976年4月,又因工作需要,转业回到武汉测绘学院。1977年2月编写《无线电基础》讲义,并作为其后为老挝学员授课的教材。1977年7月,被联合国开发计划署(UNDP)聘为电磁波测距专家,在万象为老挝国家地图局技术干部讲授激光/微波测距技术,并利用简单的仪表,为他们修复了1958年出厂,因故障沉睡已10年,价值8万余美元的一套MRA-1型微波测距仪,受到老挝政府的表扬。老挝一位副部长在欢送会上说:“刘专家的出色工作,不仅为他的祖国争得了荣誉,而且为老中友谊作出了贡献”。1978年12月回学校后任讲师,1983年8月被湖北省教育委员会评定为副教授。

1985年7月,作为中德文化交流的访问学者赴德国应用测量研究所(IfAG)研修卫星激光测距/GPS卫星导航定位技术。在那里400多个日日夜夜的辛苦勤劳,不仅出色地完成了研修任务,而且在德国学术刊物上发表了《用GPS信号所测站星距离的多值性解算法》论文,这是中国学者在国外发表有关GPS的第一篇论文,颇受国内外同行关注。刘基余的才华与勤奋,德国友人十分赏识,愿意资助其更长时间的研修,其合作者赫普夫博士还推荐他去某公司高薪应聘。刘基余婉言谢绝了,并说:“我是一个农民的儿子,能有今天,全靠党的培养和祖国的哺育……”。1986年8月,他毅然放弃国外高薪聘任而回到武汉测绘科技大学继续任教。1988年12月,被湖北省教师职务评审委员会评定为教授;1992年5月,被授予湖北省模范军队转业干部光荣称号;1994年12月,被武汉测绘科技大学学位评审委员会评定为博士生导师;1996年11月,获得国务院政府特殊津贴;1999年1月,被武汉测绘科技大学教师职务评审委员会评定为特聘岗位责任教授。

刘基余还积极参加学术交流。1982年参加中国电子学会,1993年成为高级会员,1998年成为会士。1989年至今一直担任中国电子学会导航分会委员会委员,《导航》期刊编委会委员与副主任委员,国家科学技术奖励评审委员会委员等。1997年被1817年成立现有40名诺贝尔奖获得者的美国纽约科学院(New York Academy of Sciences)遴选为国际院士。1998年8月,美国科学进会AAAS(American Association for the advancement of science)秘书长R.S.Nicholson博士致函刘基余教授:“根据您的科学贡献及其在全球科学界的影响,美国科学促进会理事会决定,特邀您为AAAS会员,今函告致贺”。

刘基余 - 主持研究

自20世纪50年代以来,航空摄影测量工作者一直追求摆脱翻山越岭测量地面控制点之苦,曾尝试用微波测高仪和激光断面测量仪等机载辅助设备直接测定相片外方位元素,终因费用昂贵且精度不能满足航测成图的要求而未能付诸实践。刘基余主持研究成功的“GPS动态载波相位测量技术及其基于卡尔曼滤波理论的DDKIN GPS动态测量数据处理软件”,为解决这一历史性难题开创了“GPS航空摄影测量技术”新途径。

为确保GPS航空摄影测量能够获取厘米级精度的3维摄站坐标,在国际上首次提出了评定机载GPS动态测量数据质量优劣的“动态图形数据检验法”;还首次提出了伪距和载波相位测量数据并行动态处理法,研究成功了DDKIN软件;并用它精确地解算出300余飞行架次的在航7维状态参数;同时,还首次提出抗串扰、抗多径、抗掩蚀的GPS信号接收天线设置法;并亲赴现场,依据“三抗”论,先后指导在里尔、双水獭和空中国王等3种航摄飞机上安设了GPS信号接收天线,为机载GPS测量成功奠定了基础。1994年以来,先后在北京、海南和中越陆地边界等8个地区共221986km2的国土上,成功地进行了近百飞行架次的GPS航空摄影测量的生产实践应用,获得了54175.24 万元的经济效益。此外,GPS动态载波相位测量技术及其DDKIN数据处理软件,还被推广用于航天测控设备的精度鉴定和机载惯性导航系统的校验性研究,共做了10种飞机200多飞行架次的工程实际应用。

“GPS航空摄影测量技术”,于1994年12月通过国家测绘局组织的科技成果鉴定,其部分研究成果达到了国际领先水平。1997年获国家测绘局科技进步一等奖,1999年获国家科技进步二等奖。

刘基余 - 丰硕成果

早在60年代第一春,刘基余就开始从事近地空间的光波/微波测距的教学和科研工作,1962年在《测绘通报》上发表了第一篇学术论文《对光速测距仪中光电接收设备系统误差的探讨》;测地卫星的问世,他又步入“卫星激光测距”和“地月激光测距”的研究行列;GPS卫星导航定位技术的兴起,他又疾步跨入被动式微波测距的研究领域。不仅积累了多学科的理论知识,而且练就了很强的动手能力。70年代,他就主持研制成功了国内第一台大型光电测距仪,在老挝教授激光/微波测距技术时,还为该国修复了一套价值8万余美元沉睡10余年的MRA-1微波测距仪,倍受称赞。

1990年以来,他又先后主持国家自然科学基金项目“防护载人航天器的微波定位/激光测距协同系统概念设计”、总装备部资助项目“GPS载波相位数据处理方法研究”、“GPS/GLONASS组合动态载波相位测量数据处理技术研究”、“星上激光合作目标技术”和“导航信号编码设计师研究”等多项课题研究,因此,获国家一、二等奖各1项、省部级的一等奖2项、二等奖2项、三等奖2项共8项科技奖励。

1989年8月下旬,在北京密云饭店召开的中国首届应用卫星和卫星应用研讨会上,刘基余作了《国际导航卫星近况与中国发展设想》的学术报告,提出了“分步实施,建立多功能系统”的建设思路,且首次提出了导航卫星采用激光定轨的实施建议(该文编入《航天技术与现代化》和《中国航天发展战略探讨》两本论文集)。26日上午,他还参加了以李鹏总理为组长的国家航天领导小组在中南海召开的学术座谈会,聆听了李鹏总理关于发展中国应用卫星和卫星应用的指示。

在2000年发射“北斗导航试验卫星”之前,有关部门就开始筹划中国第二代卫星导航系统的建设。1999年4月,中国工程院和总参测绘局等单位主持召开了中国第二代卫星导航系统发展研讨会,刘基余作为国家测绘局系统的唯一代表,在大会上作了《GPS新型工作卫星的特点及其启迪》的报告,针对“中国第一代卫星导航系统”不适于高动态用户使用和易暴露用户位置的不足,提出了摒弃“中国第一代卫星导航系统”所用的主动式定位原理,改用被动式定位原理,以克服上述不足。总装备部后来所定的中国第二代卫星导航系统建设方案表明,被动式定位原理已被采纳。

在多次参加了国家有关部委召开的以及中国电子学会导航分会召开的相关研讨会上,刘基余先后发表了:“GPS新型工作卫星的特点及其启迪”、“发展中国第二代卫星导航系统之我见”、“建设中国第二代卫星导航系统的思考”等意见与建议。

刘基余除了强烈建议“注重GPS成功实践,采用被动式定位原理”以外,还提出了下列建议:采用卫星在轨自主更新星历技术,增强卫星导航系统的抗毁能力;实施载波频率兼容策略,扩大中国卫星导航定位信号的生存空间;分离军民用户伪噪声码的所占频带,增强军用伪噪声码的发射功率;实施星载激光定轨,确保导航卫星在轨点位坐标高精度;启动导航卫星MEMS 化研究,建造强抗毁和强抗干扰的全新导航星座。这些建议已受到总装备部主管首长的高度重视,并已融汇于总体设计方案之中。

刘基余 - 学术著作

刘基余思路敏捷,学术造诣深,在呕心沥血教书育人、不辞辛劳勤奋科研的同时,积极笔耕,不但著述颇多,而且技术含量高,颇受同行推崇。先后在国内外重要的期刊上发表了178篇学术论文,其中被SCI、EI和俄罗斯PЖ检索10余篇;在《电子学报》、《航空学报》、《科学通报》和《电波科学学报》等80余种期刊上的337位论文作者和10名著书人引用他的论著。他提出的微波测距的地面群波反射论,改进了苏联A.A.ГEHИКE博士等学者的单波反射论;提高激光测距精度的三波集成精化论,改进了德国H.Kahmen博士等学者的三波松弛论,国际著名德国大地测量学家Е.Grafarend还来函索取;提出了导航卫星定轨的激光/微波校测论;首次提出了用GPS信号/卫星激光测距协同测定中国对地观测卫星在轨实时位置和中国卫星导航系统星座的具体建议,以及在国内外首次提出了船载GPS/激光测距用于海底精密测量的协同定位论;还在国内外首次提出用硬件彻底消除GPS载波相位测量周跳的步进法等,十分引人注意,被王爱朝等10多位博士论文作者引用。刘基余在科学上的杰出贡献,也引起了国外的关注。美国纽约科学院遴选他为国际院士,美国科学促进会吸收他为会员,德国、法国、波兰、瑞典等国家的同行来函请教问题,索取论文,联系攻读学位等。

刘基余治学严谨,待人以诚,刻苦钻研,锐意创新,成果丰硕,著述亦丰,是一位涉足多学科、多行业、贡献突出的导航、测绘专家。他在人生的实践中,深深地体会到:“一个人只有寓志趣于祖国和人民的需要之中,他的个人志趣才会随之深化而浓厚,随之发展而增辉;作为一个研究生导师,只有在学术园地上不断地勤奋耕耘,涉猎广泛,不断提高综合科学技术水平,才能在培养人才的过程中,有的放矢,主动指导,做一个开发智力资源的尖兵,做一个打开科学真理之门的引路人”。

刘基余 - 参考资料

[1] 教学评价网 http://m.pinglaoshi.com/teacherId118158
[2] 信息网 http://m.yanghuacb.com/Article/ShowArticle.asp?ArticleID=91
TAGS: 中国科学家 科学 科学家
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