機緣巧合，我留校任教后，又做起了大地測量研究。以前的研究基礎還在，導師也給予了我一定指導，但我總想做點不一樣的，不想“啃老本兒”。

——武漢大學測繪學院教授、導航工程系主任 張小紅

“2020年，北斗系統產業鏈國內產值已超4000億元，海外應用加速落地，已在全球120多個國家和地區得到應用……”在近日舉辦的第十二屆中國衛星導航年會上，中國衛星導航委員會主席何玉彬公布了北斗衛星導航系統最新的“成績單”。

這份亮眼的“成績單”背后，是無數科研人員的辛勤付出，武漢大學測繪學院教授、導航工程系主任張小紅就是其中一員。

在不少媒體的報道中，張小紅被稱為“大地測量師”。

的確，過去20余年，他把絕大多數的精力，都用在測量腳下的土地上。

“我的工作，就是利用先進的測繪技術，力求取得最精準的地面信息，再將其準確無誤地‘告知’北斗衛星導航系統。”張小紅說，作為一名黨員能參與這一重大國家科技項目他深感榮幸，也倍感責任重大。

運用所學服務九八抗洪

“我喜歡發現和解決問題，這讓我有一種實實在在的成就感。”張小紅說，他上學時比較喜歡物理、數學等科目。

“給大地做測量，可以全國到處跑!”高考填報志愿時，張小紅選擇了武漢測繪科技大學(后并入武漢大學)大地測量專業，因為他覺得“選這個專業，就能多出去走走、看看”。

進入大學后，張小紅得償所愿，外出的機會確實很多，從開始“全國到處跑”到后來變成了“全球到處跑”。

開始專業學習后，張小紅漸漸明白了大地測量到底是什么。

“這個專業很神奇，而且相關技術可以服務很多工程。”張小紅說，大四上實踐課時，他給一座大壩做“體檢”，測量壩體是否存在變形。若利用傳統測量手段，不僅費時費力，而且做不到持續監測;而運用新的測量技術，則可精準測量出壩體可能存在的微小變形。

1997年，本科畢業后，張小紅師從武漢大學測繪學院教授李征航和我國著名測量學家、中國工程院院士劉經南，完成碩、博士階段的學業。

1998年6月至9月，我國南方特別是長江流域及北方的嫩江、松花江流域出現歷史上罕見的特大洪災。彼時，張小紅正在讀研，其導師的研究項目涉及長江支流清江上的一座大壩。

于是，在導師的指導下，他利用所學的專業測量知識，為抗洪一線提供準確的壩體監測數據。

“當時，看到百姓受災，我心里十分難受。”張小紅說，“自己的工作能為整體防洪科學決策提供依據，讓我第一次切實感受到大地測量的重要性。”

1998年底，張小紅以學生身份首次到南極長城站參加中國第十五次南極科學考察，成為當時科考隊中年齡最小的隊員。

“那次科考時間短，要完成的任務多，科考隊成員不僅要執行國際大型合作科研項目——GPS國際聯測，還要完成南極喬治王島板塊運動監測網的建立和觀測等任務。此外，我還得不時充當臨時翻譯，幫助外語不好的隊員完成工作。”張小紅回憶道，最終他完成了各項科考任務，還被評為中國南極科學考察優秀隊員。

后來在讀博期間，張小紅的研究方向變為激光雷達研究。“雖然從零開始有些難度，但也充滿挑戰和樂趣，這正是我搞科研的動力。”他說。

“跨界”做研究的張小紅，很快便在新領域做出了成績。他博士期間的研究成果解決了北極地區航空測量的技術難題，他也因此受丹麥國家空間研究中心邀請赴格陵蘭島開展相關實驗研究工作。

率隊提升“北斗”定位精度

2000年博士畢業后，張小紅留校任教，研究方向“重回大地”。

“機緣巧合，我留校任教后，又做起了大地測量研究。以前的研究基礎還在，導師也給予了我一定指導，但我總想做點不一樣的，不想‘啃老本兒’。”張小紅是這么說的，也是這么做的。

很快，他將自己的研究方向鎖定在精密單點定位技術上，而這項技術后來被成功地應用在北斗衛星導航系統上。

之所以選擇這個方向，張小紅看中了它的潛力。“我當時覺得，該技術應用成本不高，而且有可能實現厘米級的測量精度，未來一定會有大用處。”他說。

不過，長期以來，精密單點定位技術都存在可靠性弱、時效性差等問題，國內外科研人員為解決這些難題絞盡腦汁。

此后歷時近20年，張小紅發展了一套“定得準”的理論與方法，將精密單點定位精度從分米級提升至厘米級甚至可達毫米級，又建立了一套“測得快”的廣域精密定位方法，顯著提升了精密單點定位技術的時效和可用性。

“衛星導航系統的精度，直接決定了其科學和工程應用價值。而在當時，一般的衛星導航系統能達到的定位精度只有5到10米，滿足不了高精度用戶的需求。”張小紅說，基于上述已有科技成果，他帶領團隊參與了北斗衛星導航系統自主定軌技術的攻關工作，和其他科研團隊一道提升“北斗”的定位精度。

如今，北斗三號衛星導航系統的高精度服務，已經可將定位精度提升至實時厘米級，經過后期處理甚至可以達到毫米級。“農業方面，使用北斗衛星導航系統厘米級精準定位服務后，植保無人機能夠實現自動化精準導航及飛行控制，可晝夜完成農藥噴灑，提高工作效率，大幅降低成本。”張小紅說。

此外，張小紅團隊還研發出我國首個工程化全球衛星導航系統精密單點定位數據處理軟件系統，填補了我國在該領域的空白。

幫助學生克服科研“玻璃心”

目前，基于北斗衛星導航系統的高精度定位技術，張小紅正帶領團隊成員研發星地融合增強系統，該系統可被應用于自動駕駛、應急救災、國土測繪等領域。“自動駕駛、萬物互聯時代就要到來，未來誰能在定位領域搶占先機，誰就能引領技術潮流。”他說。

張小紅說，單機高精度實時導航定位是衛星導航發展的必然趨勢。精密單點定位技術面臨歷史機遇和挑戰，只有進一步提高其可靠性、安全性和連續性，才能適應新的應用需求。

人才是創新的第一動力。作為博士生導師，張小紅一直十分重視人才培養工作。

嚴格是很多學生對張小紅的印象。學生們說，上張小紅老師的課，要打起十二分精神，半點兒都馬虎不得，因為“張老師非常注重細節，對科研的每個步驟都盯得緊”。

“對學生，我必須嚴格要求。差之毫厘，謬以千里，大地測量就是如此。”張小紅回憶道，自己剛上大學時，阿拉伯數字的書寫是基本功，老師曾要求反復抄寫，為的就是日后在測量圖上能清晰標注。

踏實努力之外，張小紅更希望學生們能有一雙發現問題的眼睛，能時刻擁有強烈的求知欲，有啃“硬骨頭”的決心。

“有些學生，一碰到科研難題就避開，甚至想放棄。我總是跟他們說，山窮水盡之時，往往就要柳暗花明了。做科研可以有好奇心，但不能有‘玻璃心’。”張小紅說。

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