新的公式，改變了傳統(tǒng)的設(shè)立測(cè)距雷達(dá)站體制

新的公式，改變了傳統(tǒng)的設(shè)立測(cè)距雷達(dá)站體制

數(shù)學(xué)的威力有多大？國(guó)防科技大學(xué)理學(xué)院用實(shí)踐給出了最好的答案——他們創(chuàng)造性地運(yùn)用一個(gè)個(gè)公式、算法、方程，破解制約部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力提升的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，推動(dòng)了戰(zhàn)斗力生成模式轉(zhuǎn)變。

一個(gè)公式改變了一支部隊(duì)的執(zhí)勤模式

“雷達(dá)站為什么要建在偏遠(yuǎn)山區(qū)？”最初，當(dāng)國(guó)防科大理學(xué)院數(shù)學(xué)教授提出這個(gè)問(wèn)題時(shí)，不免讓人覺(jué)得有點(diǎn)“太業(yè)余”了。

一般來(lái)說(shuō)，擔(dān)負(fù)測(cè)控任務(wù)的部隊(duì)，運(yùn)用的是“測(cè)距+測(cè)速”國(guó)際通用的測(cè)控方法，將雷達(dá)站建在大山中正是因?yàn)椤皽y(cè)距”的需要。

“如果拋開測(cè)距，僅通過(guò)測(cè)速來(lái)定位不行嗎？”不行。國(guó)際上早有結(jié)論：僅憑速度數(shù)據(jù)無(wú)法計(jì)算出飛行器的具體位置。

然而，該院數(shù)學(xué)教授卻“異想天開”：如果能突破這一傳統(tǒng)理論，不僅可以改變部隊(duì)傳統(tǒng)的測(cè)控方法，還能讓官兵搬出偏遠(yuǎn)山區(qū)。

不久，部隊(duì)送來(lái)一次導(dǎo)彈試驗(yàn)的測(cè)量參數(shù)，請(qǐng)他們幫助進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。當(dāng)他們將幾組測(cè)距、測(cè)速數(shù)據(jù)放到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)測(cè)距雷達(dá)并未測(cè)到應(yīng)該測(cè)到的數(shù)據(jù)。

怎么辦？數(shù)學(xué)教授們又想到了拋開測(cè)距定位的創(chuàng)新思路。于是，他們嘗試性地將一個(gè)相應(yīng)的測(cè)速參數(shù)替代這個(gè)測(cè)距參數(shù)，再算。奇跡出現(xiàn)了——得出了準(zhǔn)確的彈道精度。

舉一反三，他們將這一創(chuàng)新成果應(yīng)用于一支測(cè)控部隊(duì)，改變了傳統(tǒng)雷達(dá)測(cè)控體制。如今，這支部隊(duì)的測(cè)距雷達(dá)站全部搬出偏遠(yuǎn)山區(qū)，遂行測(cè)控任務(wù)時(shí)，官兵們只需用一臺(tái)車載測(cè)速雷達(dá)到達(dá)指定地點(diǎn)就可以了。

中國(guó)官方發(fā)布的民用衛(wèi)星高清照片一個(gè)方程將衛(wèi)星圖像質(zhì)量提高30%

衛(wèi)星翱翔太空，需要有一雙明察秋毫的慧眼。但以前我國(guó)遙感衛(wèi)星的圖像質(zhì)量卻有待改進(jìn)。

一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)，該校理學(xué)院的數(shù)學(xué)專家了解到這一情況。要解決圖像質(zhì)量問(wèn)題，首先要了解成像原理。于是，團(tuán)隊(duì)成員抱來(lái)一大摞成像方面的書籍進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)，又到衛(wèi)星研制單位、用戶單位及各相關(guān)部隊(duì)進(jìn)行實(shí)地調(diào)研。漸漸地，他們掌握了遙感成像的原理和特點(diǎn)。

專家們將衛(wèi)星圖像質(zhì)量不高的問(wèn)題，描述成數(shù)學(xué)語(yǔ)言，并將誤差擴(kuò)散過(guò)程轉(zhuǎn)換為一個(gè)二維方程，然后對(duì)這個(gè)方程進(jìn)行求解，從而使受到噪聲斑點(diǎn)污染的圖像恢復(fù)本來(lái)面目。

理論上看似行得通，實(shí)踐中卻難以實(shí)現(xiàn)。攻關(guān)一度陷入困境，但他們沒(méi)有放棄。經(jīng)過(guò)分析他們發(fā)現(xiàn)，光學(xué)圖像處理方法是將噪聲斑點(diǎn)抹掉，而雷達(dá)圖像的噪聲斑點(diǎn)抹掉后，圖像信息的保真度不高，質(zhì)量自然也就不清晰，傳統(tǒng)的二維方程也就無(wú)法求解。

于是，他們先對(duì)二維方程進(jìn)行改造，建立起一個(gè)全新的方程。就是這個(gè)方程，一舉將圖像質(zhì)量提高了30%，達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)水平。

一個(gè)算法挽救一臺(tái)武器裝備

制導(dǎo)武器開發(fā)和應(yīng)用，都離不開精密的數(shù)學(xué)算法

2008年，某型號(hào)裝備在演示驗(yàn)證中，目標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù)出現(xiàn)嚴(yán)重誤差，使該型號(hào)裝備研制陷入困境。

提起“數(shù)據(jù)”這個(gè)詞，研制單位立即想到了該院數(shù)據(jù)分析技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。求援電話打過(guò)去，3名教授猶如戰(zhàn)士接到了出征的命令，立即動(dòng)身趕赴試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)。

這是一個(gè)十分棘手的問(wèn)題，國(guó)內(nèi)研究單位攻關(guān)十余年未能取得突破，國(guó)際上也沒(méi)有現(xiàn)成方法可供參考。

專家們深知，如果問(wèn)題得不到解決，裝備研制人員多年攻關(guān)的成果將功虧一簣。3名數(shù)學(xué)專家在條件艱苦的試驗(yàn)場(chǎng)安營(yíng)扎寨，心無(wú)旁騖開始攻關(guān)。

60多個(gè)日日夜夜，經(jīng)歷數(shù)不清的挫折和失敗，他們終于從紛繁復(fù)雜的數(shù)據(jù)中，鎖定了影響目標(biāo)測(cè)量預(yù)報(bào)的關(guān)鍵參數(shù)，找到了解決問(wèn)題的突破口，并創(chuàng)造性地提出了一個(gè)新的算法，徹底解決了數(shù)據(jù)預(yù)報(bào)誤差問(wèn)題，讓這臺(tái)武器裝備獲得“新生”。

一個(gè)軟件將定軌精度提高一個(gè)量級(jí)

分布式衛(wèi)星的定軌精度，是衡量一個(gè)國(guó)家空間技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。由于我國(guó)在這方面起步較晚，定軌精度與國(guó)際先進(jìn)水平相比還有差距。

為改變這一現(xiàn)狀，我國(guó)組織多領(lǐng)域?qū)＜医?jīng)過(guò)10余年聯(lián)合攻關(guān)，各分系統(tǒng)有關(guān)定軌精度的技術(shù)指標(biāo)取得了重大突破。然而，當(dāng)總體單位將各分系統(tǒng)“組合”起來(lái)進(jìn)行整體試驗(yàn)時(shí)，卻出現(xiàn)了令專家們驚詫的結(jié)果：精度與當(dāng)初的設(shè)計(jì)要求相差甚遠(yuǎn)。

問(wèn)題出在哪里？參與聯(lián)合攻關(guān)的該校理學(xué)院一位年輕博士突生靈感。經(jīng)過(guò)連續(xù)幾天的試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，他隱隱約約地發(fā)現(xiàn)：精度誤差隨著時(shí)間呈一定規(guī)律性變化。

他像哥倫布發(fā)現(xiàn)新大陸一樣興奮，立即著手進(jìn)行數(shù)據(jù)誤差分析，并將時(shí)間處理程序嵌入到一個(gè)相關(guān)軟件中，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后，再用這個(gè)改進(jìn)后的軟件進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理時(shí)，精度完全達(dá)到要求。

研制單位大喜過(guò)望，按照他改造的這個(gè)軟件，用來(lái)校準(zhǔn)衛(wèi)星時(shí)鐘精度和進(jìn)行衛(wèi)星軌道參數(shù)處理，難題迎刃而解，精度被提升了一個(gè)量級(jí)。

原文標(biāo)題：數(shù)學(xué)的威力：一個(gè)方程提升中國(guó)衛(wèi)星圖像質(zhì)量30%

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