经过十多年深入研究,攻克精密大地水准面确定的若干理论和技术难题,完成5厘米省级和1厘米城市似大地水准面的确定,达到国际先进水平――太阳集团tyc4633李建成、姜卫平、姚宜斌等完成的“我国区域精密高程基准面建立的关键技术及推广应用”项目,在测绘领域掀起了一场新的革命,获得2008年度国家科技进步二等奖。
“我们的成果已应用于30多个省市工程建设和多个国家重大工程,包括测绘、国土、石油、国防、水利、电力、交通、规划、建设等众多行业和领域。”记者采访到的该课题组师生,几乎每个人都不无骄傲地重复这句话。
大地水准面的确定经历了百年发展史。上世纪末,美欧等国已开始致力于精化本国的区域大地水准面,其中美国、加拿大、德国等分别实现了部分地区大地水准面在1-5公里分辨率上达到1-5厘米精度。国际大地测量协会提出未来大地测量发展战略目标是“实现1厘米级精度大地水准面确定”。我国于上世纪末相关精度达到同期国际先进水平,但要全面实现取代厘米级高精度水准测量的最终目标,尚须经历艰难的路程。
李建成课题组瞄准这一目标,于1997年启动该项目,致力于研究新方法和新技术,精化我国区域和城市大地水准面,省级达到5厘米精度,城市达到1厘米精度。
为将区域似大地水准面精度由原有的分米级提高到厘米级,需要解决一系列关键技术:比如在我国首次将第二类Helmert凝集法用于似大地水准面的解算;导出各类精密重力归算积分公式,用严格顾及地球曲率的球面积分公式取代常规平面或近似球面积分公式等。从一开始,他们就将理论假设放到大量的实践中去探索和求证,研建了22个作为工程应用示范的城市和10个省级似大地水准面数值模型。
研究工作是艰苦卓绝的,李建成和助手们常常工作到深夜。“李老师经常在出差的车上写程式、推公式,他说这是他的爱好。”李建成的学生、2006级大地测量学与测量工程博士生张守建说。“他对科研极为严格,要求我们精益求精,常说细节往往决定成败。”他的另一个博士生金涛勇说。他的助手姚宜斌教授则告诉记者:“经常是我们已经下班回到家,李老师遇到问题要讨论,又把我们叫回实验室。”
大量创新成果回报了他们优越的天赋和艰苦的努力。
他们突破了精密大地水准面确定的方法与关键技术,使区域似大地水准面精度由原有的分米级提高到厘米级,为开创高程测定模式的革命性转变起了引领作用;他们提出了严密的陆海统一算法……他们的技术颠覆了相关领域传统教科书的内容,还首次在我国研建了一批可供工程应用的1厘米精度的城市、5厘米精度的省级和分米级西部大范围似大地水准面模型;解决了近海区域跨海高程测量难题。
才智与勇气,拼搏与创新……正是这些可贵的品质,使他们在科学研究的征途上不畏艰难,一路前行。他们破解了测绘科技史上的难题,竖起了测绘行业现代化发展新的里程碑,使传统测绘工作走入一个崭新的时代。
该研究成果标志着我国在厘米级精度水平上实现了区域性利用廉价高效的卫星定位取代高价低效的水准测量直接测定海拔高;突破了高程测量现代化瓶颈,引领了我国高程测量模式的革命性转变和向生产力的转化,在涉及高程信息需求的所有工程建设和社会发展领域得到广泛应用。
目前,项目成果已经普惠社会,推广应用到全国30多个省、市、地区的现代高程基准网建设,并用于我国“西部测图”等国家重大专项工程中,产生了巨大的经济效益,节约经费近2亿元。