畅游数据的海洋

来源:解放军报作者:龚盛辉、汪莹责任编辑:薛祺
2017-06-14 11:37

标题书法 张 继

那是一张雷达信号数据图,堆积着各种公式符号,枯燥如一片爬满蚂蚁的沙漠。但国防科技大学教授朱炬波从某雷达观通站站长手中接过它时,眼睛一下子就亮了,然后微眯着眼睛端详起来。站长说:“我们老觉得站里设备有问题,就是不知道毛病出在哪儿。”朱炬波仿佛在欣赏一幅名画,静静地沉浸在美妙的审美境界里,眉宇间溢满了欢喜,脸庞上荡漾着笑容。突然,只见他眼睛一睁,指着数据图对站长说:“雷达这个部件有问题。”站长返回部队,立刻对该部件进行升级改造,困扰我军该型雷达的技术问题终于迎刃而解,该站的整改成果获得军队科技进步一等奖。站长高兴地给他打来电话:“朱教授,您一下子就从海量数据里发现了问题,真是神了!”

朱炬波说自己是一条数据海洋里的鱼,喜欢在数据海洋中冲浪。他快乐地在数据海洋里游来游去,游出了自己成功的人生轨迹,为我军现代化建设献上了一朵朵绚丽的浪花。

20世纪70年代,我国自主研发出各种型号导弹后,在我国西北地区设置一系列测控站点,建立起测距测速相结合的导弹试验测控机制。那年,我国进行某型洲际导弹试验时,却发现计算弹道、落点与实际弹道、落点竟相差甚远。为什么?试验部队领导与科技人员百思不得其解。部队领导抱着雷达测试数据来到国防科大求援。当天晚上,朱炬波便和其他两名战友在实验室里摆开攻关战场。三个人围着几台电脑昼夜计算,每人每天轮流休息三四个小时,连续七天,算法换了一个又一个,几乎把所有能想到的招儿都使尽了,把那堆庞大的数据倒腾了不知多少遍,可两条计算弹道与实际弹道依然没有一点相互靠拢的迹象。

山重水复之际,他们灵机一动:为什么不丢开测距数据,从其他数据中找找原因呢?他们根据这一崭新思路改编计算程序。一算,其结果与导弹实际落点几乎一模一样。难道是偶然的巧合?他们又找来同类案例,应用这一计算模型进行处理,得出的结果竟如出一辙!三个人几乎同时跳起来:真是太棒了!的确是个令人兴奋的发现。只运用该种数据计算航天器弹道,在国际上是第一次!而且是中国发明!它为建立中国特色导弹弹道测量机制开创了一条阳光大道。

他们发明的这一计算模式,把近乎一座小房子般庞大笨重的导弹测试装备,缩小为一只小小盒子。该产品2010年装备到中国导弹测控部队后,实现了由站点式固定测控转变成为移动式机动测控,使中国成为世界上第一个实现车载式测控的国家!原总装备部领导称赞他们:“你们的一个数学公式改变了测控部队的执勤作战模式!”

朱炬波自幼就觉得数学很有趣、很好玩。为此,他从小学、中学、大学,到硕士、博士研究生,“玩”的都是数学。数学王国的长期耳濡目染,给予朱炬波丰厚的学术底蕴,让他感到数学越来越好玩,对各种数据越来越敏感。

1999年8月,某导弹试验基地进行某新型导弹试验时,由于受客观因素干扰,导弹主动段弹道数据几乎全部丢失。如果不能把丢失的弹道数据找回来,意味着这次基地官兵忙乎了近半年、耗资上千万的试验,无异于打了水漂。基地领导把那些残缺的数据交给朱炬波,苦涩地摇着头说:“我们放出去的一群羊,一不小心丢失了一大半,恳求朱教授帮我们找找吧。”朱炬波微笑着接过那些数据,自信满满地说:“请放心,我一定把它们给找回来。”部队领导说:“朱教授有什么要求尽管提。”朱炬波说:“我要一把实验室钥匙,好让我进出自由。再在实验室里准备四五台电脑。它们速度太慢,我要几台电脑同时算。”他把自己关在实验室里,不停地穿梭在几台电脑间,运用自己独创的数学模型,没黑没白地寻找那些丢失的“羊群”。找得腰酸腿疼了,就站起来踱几圈;眼皮子实在撑不住了,就打开实验室的沙发睡一会;肚子咕咕叫唤了,就泡上一包方便面;方便面吃得让人作呕了,就去附近食堂改善一下伙食,顺道出去遛个弯……一个多月后,通过对低精度雷达数据的误差分析与处理,那些丢失的“羊群”,终于被他一只不少地找了回来。基地领导望着他那双熬得黑黑的眼圈,感动地说:“朱教授,你是我们基地的功臣呀。你的一个数学公式挽救了一次重大国防科技试验!”

北斗二号一期建设之初,GEO卫星突然冒出“伪距波动”现象。这一问题不解决,将直接影响北斗系统工作稳定及其导航定位精度,使系统性能大打折扣。

为什么出现波动?“病灶”在哪里?在“天上”?还是“地上”?大家吵吵嚷嚷,但又莫衷一是,形同“瞎子摸象”,什么都像又什么都不像,致使整改工作无从下手,难以展开。原总装北斗工程办公室领导一头雾水,特意找到朱炬波,请他诊断“病因”。

朱炬波面对的数据量很大,是一片名副其实的“大海”。从中找到“病灶”、查出“病因”,需要逐个数据排查,然后综合分析推理,是不折不扣的“大海捞针”。朱炬波每天完成日常教学科研工作后,就与课题组成员来到实验室,一头扎进那片海量数据里。他形同一名老中医,耐心细致地对每一个数据“望、闻、问、切”,一层层拨去迷雾。半年后,导致北斗GEO卫星“伪距波动”的“病灶”“病因”,终于“显山露水”。

北斗工程总师组组织召开的有关会议上,大家鸦雀无声,都把目光聚焦在朱炬波身上。朱炬波全盘托出诊断结果:导致“伪距波动”既有“天上”的原因,也有“地上”的原因;误差中快的数据是地面系统导致的,理由“一二三”;误差中慢的数据是天上系统造成的,理由“一二三”。会议主持人说:“大家有什么疑问,现在就向朱教授咨询。”会场先是一片沉默,接着爆出热烈掌声。

鉴于朱炬波业务水平及其贡献,北斗工程总师组吸收他为专家组专家,并授予他“北斗二号一期建设突出贡献奖章”,并把北斗专项三个数据中心之一的建设维护任务交给他带领的团队。

在朱炬波眼里,这可是一片良田沃土,经过精耕细作,就能结出大果实,赢得大收获。于是,他借鉴其他卫星定位程序,开发北斗卫星数据,获得理想的成果。然而骄人的成绩,却给朱炬波带来深深的忧虑:舶来的计算程序,都是铁板一块,任何情况下都不能更新。长此以往,要是随着北斗工程建设不断深入出现了新情况,导致了“水土不服”怎么办?要是别人在程序里动点小手脚,又怎么办?朱炬波决心带领大家开发一个具有北斗特色的卫星定位程序。

目前,该程序研制已取得阶段性成果。待到“山花烂漫”时,它将完全实现自主可控:我们能计算现有其他制式导航卫星的定位数据,并对其中的变化情况洞若观火……

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