圖為張云龍（左二）正在與團隊成員研究北斗設備測試方案。李 菁 攝

　　高鐵精密測量控制網(wǎng)——高鐵建設、運營中至關重要的空間位置基準，全國高鐵的每一寸鋼軌都基于此獲得精確三維坐標。

　　高精度衛(wèi)星定位測量系統(tǒng)——構建該基準的“智慧天眼”，持續(xù)追蹤著控制網(wǎng)點的毫米級位移，以保障全路鋼軌坐標精度穩(wěn)定可靠。

　　如今，這雙“天眼”已在關鍵技術上實現(xiàn)了質的飛躍——由中國鐵路設計集團有限公司測繪地理信息研究院高級工程師張云龍帶領的團隊，歷時7年攻堅克難，成功研發(fā)出了自主可控的北斗三代星地融合高精度測量系統(tǒng)。這套系統(tǒng)打破國外技術壟斷，為中國高鐵精密測量控制網(wǎng)裝上了自己的“智慧天眼”。

　　破壁：精測系統(tǒng)突破國外技術壟斷

　　2018年7月，張云龍從北京交通大學博士畢業(yè)，進入中國鐵設測繪院工作。彼時，我國高鐵精密測量領域面臨著國外衛(wèi)星定位技術“卡脖子”困境。儀器設備依賴進口，價格高昂、與中國北斗衛(wèi)星適配性差、面對復雜地形“水土不服”等問題，制約了我國高鐵建設的自主性與安全性。

　　目睹國外技術壟斷的弊端，張云龍暗下決心：“一定要讓中國鐵路在精測領域擁有自己的‘智慧天眼’。”那時，適逢我國北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)全面建成，他立刻投身到基于北斗衛(wèi)星的鐵路智能勘測系統(tǒng)研發(fā)當中。

　　研發(fā)，從硬件攻關開始。

　　性能可靠的芯片是硬件裝備的核心。為了選出最適配的芯片，張云龍拿出“將板凳坐穿”的韌勁，一頭扎進實驗室里，一臺電腦、一杯水，常常一坐就是一整天。

　　國內外30余家企業(yè)、80余款芯片，他與團隊從精度、靈敏度到信噪比、定位時間、抗干擾性，收集數(shù)據(jù)、測算對比，歷時半年，終于找到了“最優(yōu)解”。如今，市面上但凡“有名有姓”的芯片，張云龍都如數(shù)家珍。

　　提升裝備抗干擾能力是硬件優(yōu)化的另一半。在芯片測評的同時，張云龍帶領團隊從硬件設計的各環(huán)節(jié)入手，通過選取最優(yōu)的外觀材料和電子器件材料，設計結構、模具和電路，反復測算、調試，成功掌握了電離層閃爍監(jiān)測、抑制及抗多徑干擾技術。最終研發(fā)成功的北斗三代星地融合高精度測量系統(tǒng)，兼具低功耗與長續(xù)航特性，抗干擾能力提升30%。

　　從2022年開始，這項自主創(chuàng)新研發(fā)成果迎來實戰(zhàn)檢驗。“傳統(tǒng)鐵路精密測量網(wǎng)衛(wèi)星定位接收機受電離層干擾影響，通常只能在特定時段開展測量作業(yè)?！睆堅讫埥榻B，在濰煙高鐵、沈白高鐵等國家重點工程中，搭載抗干擾技術的北斗智能測量裝備取代進口設備，實現(xiàn)了從固定時段測量到全天候測量的有效突破，測量效率提升20%以上，誤差控制在毫米級。

　　在成功突破硬件技術瓶頸后，張云龍團隊將工作重心轉向軟件生態(tài)建設。

　　“只有硬件裝備、沒有自主可控的軟件支撐，就談不上真正的技術自主?！睆堅讫垘ьI團隊從底層基線解算算法優(yōu)化開始，深入高原鐵路現(xiàn)場，在零下20攝氏度的嚴寒中采集數(shù)據(jù)，分析影響精度的各種干擾因素；在實驗室調試代碼，分析海量的實測數(shù)據(jù)，經(jīng)歷了無數(shù)次的推翻重構，設計核心架構、訓練大氣誤差補償智能算法模型……

　　歷時800多個日夜，他們終于成功開發(fā)出具有完全自主知識產(chǎn)權的鐵路北斗精密測量軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)了從硬件到軟件的全鏈條技術突破。

　　“難，很難，但再難也要做，我們必須要擺脫‘卡脖子’技術困境。”張云龍回想起當時軟件攻堅的日子堅定地說。

　　如今，基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的智能勘測系統(tǒng)已應用于眾多鐵路建設項目中，從平原到高原、從城市到山區(qū)、從“分體式”到“一體化集成”、從“通用模型”到“場景定制”，這項具有完全自主知識產(chǎn)權的技術在一次又一次的優(yōu)化中實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，已構建起覆蓋勘察設計、施工建設、運營維護全生命周期的“智慧天眼”系統(tǒng)。

　　量產(chǎn)：監(jiān)測系統(tǒng)從中國走向世界

　　“每一個儀器都要調試好、測試好，不要出問題?！睆堅讫埾驁F隊成員何義磊囑咐道。這些由張云龍團隊研發(fā)的“星聚智控”北斗監(jiān)測一體機，在測試完畢后，將被應用在雅萬高鐵沿線。

　　這一技術從自用到走向世界，張云龍用了整整7年。

　　2019年7月，北斗“云—邊—端”智能形變監(jiān)測系統(tǒng)成型，并迅速投入到哈佳鐵路路基監(jiān)測項目當中。同年12月，哈佳鐵路路基監(jiān)測項目遭遇極寒天氣，設備軟硬件均出現(xiàn)了不同程度的問題。天寒地凍、冷風刺骨，張云龍需要使用的電腦被凍到死機，完全無法工作。他毫不猶豫地將電腦抱在胸前，待其恢復到正常溫度后繼續(xù)進行調試。工作結束后，張云龍的手已經(jīng)凍得無法打彎，身體也止不住地抖。

　　“那是我們第一代設備，各方面還不夠完善，但在一次次迭代中，設備越來越穩(wěn)定，效果也越來越好了?！痹诓粩嗟膶嵺`優(yōu)化中，張云龍的腰板越來越直，底氣也越來越足。

　　京廣高鐵、襄荊高鐵、鄭阜高鐵、京港高鐵……經(jīng)過數(shù)年的不懈努力，如今，北斗“云—邊—端”智能形變監(jiān)測系統(tǒng)已成功應用于眾多鐵路運營項目中，在全國范圍內建立了569個監(jiān)測站。

　　不僅如此，第三代產(chǎn)品——“星聚智控”北斗監(jiān)測一體機已經(jīng)走出國門，在雅萬高鐵運營監(jiān)測中發(fā)揮了關鍵作用。

　　面對印尼爪哇島火山巖地質帶、熱帶雨林覆蓋區(qū)和密集水系等特殊環(huán)境，以及赤道附近特有的電離層擾動，該設備憑借獨特的抗干擾技術，高效完成了雅萬高鐵運營測量任務，為雅萬高鐵區(qū)域沉降監(jiān)測、災害預警及應急管理提供精準時空信息支撐，讓雅萬高鐵的運營安全穩(wěn)穩(wěn)躍上新臺階。

　　“從中國到世界，自主創(chuàng)新就是底氣。與其他品牌相比，我們的系統(tǒng)自主可控可調試，這就是我們的優(yōu)勢?！睆堅讫堊院赖卣f。

　　領航：技術與人才共同成長

　　“新興技術從哪里突破，行業(yè)應用就向哪里發(fā)展?！睆堅讫埡退膱F隊從不拘泥于現(xiàn)有的成績，不單單滿足于產(chǎn)品落地、應用實踐這張答卷，更向布局未來、引領行業(yè)的高峰發(fā)起沖擊。

　　2024年，張云龍牽頭籌建iGMAS（國際GNSS監(jiān)測評估系統(tǒng)）鐵路北斗創(chuàng)新應用中心?！癷GMAS是我國第一個在聯(lián)合國框架下發(fā)起并主導的科學工程，依托其中軌道、鐘差、電離層等前沿技術，我們能夠持續(xù)攻關北斗/低軌星座統(tǒng)一時空基準等前沿核心理論方法，提升北斗模型精度與產(chǎn)品性能，為鐵路行業(yè)北斗創(chuàng)新應用提供關鍵支撐?！彼f。

　　如今，張云龍正帶領團隊著手于低軌衛(wèi)星星座增強技術研究、亞米級智能隧道內定位技術研發(fā)、“北斗+機器視覺”融合監(jiān)測創(chuàng)新等前沿研究方向，在前沿技術上發(fā)展，在行業(yè)應用上突破。

　　一花獨放不是春，百花齊放春滿園。

　　在向前沿技術進發(fā)的同時，張云龍不忘關注團隊中每位成員的成長。“他會記錄下我們團隊中每個人的科研難點。張工辦公室的大門永遠向大家敞開，有問題找張工，他準在。”團隊成員胡錦民笑著說。

　　日復一日的學習鉆研、科研攻關，讓張云龍的團隊成長為中國鐵設有名的“不畏難、打硬仗”的科研隊伍。7年時間里，張云龍帶領團隊突破北斗在鐵路領域的5項關鍵技術，研發(fā)出3大類智能測量監(jiān)測裝備、發(fā)明專利20項、獲省部級科技進步獎項8項……近年來，他也迎來了自己的收獲期，新時代青年先鋒獎、全國青年崗位能手、詹天佑鐵道科學技術獎青年獎……

　　“榮譽是過去的注腳，創(chuàng)新才是永恒的主題?！闭驹趯嶒炇业拇笃聊磺?，張云龍的語氣平靜而堅定，“國家的需要在哪里，我們的創(chuàng)新就在哪里；行業(yè)的痛點在哪里，我們的攻堅就在哪里。這就是中國工程師的初心?！?/div>