南京玄武湖

國產(chǎn)化使命

1960年，中蘇關(guān)系進入冷凍期，蘇聯(lián)撤走了測量專家，停止了所有測繪設(shè)備供應(yīng)。與此同時，中國還處在帝國主義陣營的封鎖之中，急需的測繪裝備特別是精密測量儀器欲購無門。現(xiàn)有的測繪裝備不能滿足測繪生產(chǎn)的需要，損毀的測繪裝備因沒有配件無法修復(fù)，這給中國測繪行業(yè)的正常生產(chǎn)作業(yè)造成了極大困難。

國家和軍隊測繪領(lǐng)導(dǎo)部門認識到：奮發(fā)圖強，自力更生，實現(xiàn)主要測繪裝備的國產(chǎn)化，是測繪人義不容辭的歷史使命。1961年，貫徹國民經(jīng)濟調(diào)整、鞏固、充實、提高的八字方針，就把能自行設(shè)計和制造測繪作業(yè)所需的各種測繪儀器列入了科學研究的重點。1962年，國家與軍隊測繪管理部門決定：集中全國有關(guān)科研力量，以仿型研制多倍立體測圖儀（簡稱多倍儀）為突破口，開展測繪儀器國產(chǎn)化大會戰(zhàn)。

所謂仿型研制，就是將仿制與研制結(jié)合起來，在仿制中有創(chuàng)新，而不是照搬照套。

多倍立體測圖儀

為什么要重點仿型研制多倍儀呢？

參加研制會戰(zhàn)的王任享院士回憶說：上世紀60年代，全國正在進行1:5萬地形圖為主的基礎(chǔ)測繪，對測圖儀器的需求量很大。一臺精密測圖儀要100萬，我們買不起。一臺多倍儀4萬多，相對便宜，因此當時地形測繪中大量使用這種測圖儀。多倍儀至少有3個投影器，每個要1萬元。當時人們的工資每月只有幾十元，與中國人的收入水平相比，進口的多倍儀也不能算便宜?？墒牵敃r你花錢也買不到了。因為在蘇聯(lián)的壓力下，民主德國的蔡司廠也不賣給我們了。另外，多倍儀的投影儀是視場角122度的特寬角，研制難度很大，如果能夠攻下這個堡壘，其他常用航測儀器研制就不再話下了。

1962年初，長春光學機械研究所（簡稱長春光機所）率先研制出了多倍立體測圖儀樣機。西安測繪研究所楊星五所長（后任國家測繪總局研究所所長）即帶領(lǐng)技術(shù)人員到長春光機所調(diào)研學習。參加這次調(diào)研的朱庚堯回憶說：跟著領(lǐng)導(dǎo)去了長春，中國著名光學專家王大珩所長接待我們。那時候，全國一盤棋，為了一個目標，大家都能同心協(xié)力，沒有私心。長春光機所不僅叫我們看了樣機，還把設(shè)計圖紙給了我們，這對我們幫助很大。

1962年，我國研制多倍儀的有兩套人馬：一套是西安測繪研究所與航光儀器廠的合作研制小組，技術(shù)上掛帥的是陳寬林工程師，成員有朱庚堯、王任享、王孟法、鄭守義、張文毅等；另一套是國家測繪總局研究所的林傳官、周作義等與南京教育儀器廠的聯(lián)合研制小組。

1962年11月，經(jīng)過專家檢定，確認長春光機所研制的多倍儀樣機在特寬角光學投影器研制上取得了重要突破，但是距離實際應(yīng)用還有一定差距。在這種情況下，國家測繪局與軍隊測繪局決定合并兩套人馬，組成一個跨部門的研制隊伍，集中兵力合力攻關(guān)。具體委托南京教學儀器廠牽頭仿型研制，共同開展方案論證。

1963年初，肩負著測繪儀器國產(chǎn)化使命的隊伍向南京集結(jié)，揭開了航測儀器國產(chǎn)化大會戰(zhàn)的序幕！

南京會戰(zhàn)

1963年元旦剛過，北京正是數(shù)九寒天。王任享擦掉窗戶玻璃上的冰花，一抹陽光便照在襁褓中熟睡的女兒的身上。王任享看了看手表上的時針，對月子中的愛人說了一聲多保重，就帶著鋪蓋和簡單生活用品，推開了家門，奔向火車站。南下的火車飛奔，窗外的原野蒼茫蕭瑟，王任享心里卻是熱血沸騰。

因為，此行的任務(wù)艱巨而光榮：

到南京教育儀器廠參加全國多倍儀仿型研制大會戰(zhàn)。

南京教育儀器廠坐落在南京中央門外玄武湖北面。王任享下了火車，很快就到了南京教學儀器廠。很快，研制人員從北京的國家測繪總局研究所、西安測繪研究所、武漢測繪學院、西安航光儀器廠來到南京，在馮廠長的主持下，攜手攻關(guān)。

會戰(zhàn)的基本任務(wù)是：對國內(nèi)現(xiàn)有的民主德國、蘇聯(lián)和長春光機所的多倍儀樣機性能、參數(shù)進行檢測分析，根據(jù)檢測分析數(shù)據(jù)和測繪實際需要，提出仿型研制的設(shè)計方案。

調(diào)試多倍儀

多倍儀的核心部件是光學投影器。王任享說：為滿足測繪作業(yè)的要求，各個廠家設(shè)計特寬角投影器采取了不同的設(shè)計策略。經(jīng)過檢測，蘇聯(lián)生產(chǎn)的多倍儀圖像分辨率高，清晰面和景深較大，但是照度不好，構(gòu)建起的立體模型光線較暗；長春光機所的儀器，鏡頭的分辨率、景深都不錯，但邊緣影像不好，光線更暗，不適合測繪地形圖；德國蔡司廠的多倍儀投影器的設(shè)計指標適中，是在測繪生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的型號，鏡頭的分辨率比前兩型稍差一點，且投影器按紅綠光分別設(shè)計，色差消除不好，對測圖很不利。

究竟是依樣畫葫蘆，按照民主德國或蘇聯(lián)產(chǎn)品全部仿造呢？還是要從具體情況出發(fā)，學諸家之長，走自己的路呢？方案論證的結(jié)果，一致否定了機械照搬的想法和做法。大家認為，絕不能停留或滿足于國外的現(xiàn)有的水平。否則，我們的儀器制造就永遠落在別人的后面，就永遠不能迎頭趕上。（引自《特寬角多倍投影儀試制》報告）。

1963年春節(jié)，沒有取暖設(shè)施的南京依然冷意濃濃。在玄武湖邊，趁著午間暖陽，多倍儀會戰(zhàn)團隊成員一邊散步，一邊議論著設(shè)計方案。他們沒有放假，加快研究進程是他們的目標。經(jīng)過反復(fù)研究，確定了設(shè)計方案的主要技術(shù)指標：投影器像場照度、畸變差標準趕上德國蔡司廠產(chǎn)品，超過蘇聯(lián)產(chǎn)品；分辨率要求趕上蘇聯(lián)，超過蔡司；把測繪器高程讀數(shù)的機械結(jié)構(gòu)改為更加精密的光學讀數(shù)，同時滿足變換比例尺的要求等。

《特寬角多倍投影儀試制》一頁

經(jīng)過大半年的論證，研制團隊拿出了核心部件投影器的設(shè)計方案，由教育部組織專家對方案進行審定。國內(nèi)著名光學專家、長春光機所的王之江（后當選為中國科學院院士）參加了審定會，他是長春光機所多倍立體測圖儀的主要設(shè)計者，他的傾向性意見很重要。會上，王之江一再說：光機所投影器的設(shè)計沒有問題。要說服這些光學專家們贊成設(shè)計方案，必須有充足的理由和確鑿的證據(jù)。

開會之前，王任享找到同事王孟法、林傳官，拆開了長春光機所的投影器，發(fā)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)鏡頭180度后，清晰面由350厘米變?yōu)?80厘米左右，影像的4個角，有2個清晰，2個不太清晰。

會間休息，王任享請王之江來到到實驗室，把試驗情況演示給他看，說明測繪部門對多倍儀投影器的具體要求，說明新方案要糾正景深太大，邊緣模糊的問題。王之江認真聽取了研制團隊的意見，代表專家組明確地肯定了仿型研制的設(shè)計方案。

從1963年底開始，根據(jù)審定的研制方案，在南京教育儀器廠開始機械加工和研磨多倍儀的投影器，進入了樣機研制階段。

分頭研制樣機

1964年夏天，研制團隊兵分兩路：一部分人員留在南京教育儀器廠繼續(xù)研制生產(chǎn)；另一部分研制人員則移師西安，依托航光儀器廠進行樣機研制。

研制投影器的特寬角物鏡是仿型研制多倍儀關(guān)鍵。研制的技術(shù)難關(guān)包括：在設(shè)計方面要嚴格消除光學系統(tǒng)的像差；在加工方面要研磨半球透鏡和非球面聚光鏡；裝校方面要嚴格保持光學系統(tǒng)的同心度等。

由于在設(shè)計中未能完全解決消除光學系統(tǒng)的像差問題，西安研制團隊第一次試制失敗了。經(jīng)過認真分析和總結(jié)，調(diào)整了設(shè)計方案，更換了透鏡的玻璃材料，最終設(shè)計并成功制造出了合格的光學系統(tǒng)的物鏡。但是，物鏡的裝校又是一個關(guān)口。樣機初裝之后，物鏡畸變差大，成像質(zhì)量很壞，邊緣影像不清晰。究竟在設(shè)計、加工、材料哪個環(huán)節(jié)出了問題？看法很不一致。研制人員對各個環(huán)節(jié)進行了復(fù)查，最終發(fā)現(xiàn)提高裝校中心度質(zhì)量是問題的癥結(jié)。

怎樣解決中心度問題，當年的《特寬角多倍投影儀試制》報告記載：遍查國內(nèi)外資料，幾乎都是采用以外圓為基準的辦法，所謂在車床上膠合對心和承座法對心，都是屬于這一類型。然而，在我們無數(shù)次實踐失敗的實際體會中，認為這是一種費力不討好的笨辦法。想要通過以外圓為基準，很難達到0.003毫米的同心度。認識來自實踐。在這種情況下，我們打破常規(guī)，毅然采用以光軸為基準的對心方法，結(jié)果不僅保證了同心度的質(zhì)量，而且放寬了對透鏡外圈不合理的加工要求（改為0.02毫米），大大提高了工效。要解決同心度的問題，還要解決膠合面的同心問題，但關(guān)鍵在于能不能看到膠合面的球心像。試驗，失敗，再試驗，經(jīng)過反復(fù)試驗，終于看到了膠合面的球心像，突破了這一道技術(shù)關(guān)。緊接著的問題是，究竟拿什么來調(diào)整同心呢？

我們依靠群眾，自己動手，土洋結(jié)合，制造了一個同心度可達3微米的對心儀。對心儀的準直顯微鏡放大倍率為100，能夠360度旋轉(zhuǎn)，還帶有一個萬向夾頭，利用對心儀解決了膠合面的同心問題。此外，利用以光軸為基準的原則，制造了專門的萬向夾頭，解決了透鏡與鏡座的連接問題。裝配過程中，光學系統(tǒng)的同心度問題曾經(jīng)有過7次失敗的記錄。最后終于達到了預(yù)期結(jié)果。

多倍立體測圖儀研制樣機

1965年夏天，西安研制小組裝調(diào)出第一臺多倍儀樣機。對樣機進行鑒定，結(jié)果為：分辨力中心部分100條/毫米，邊緣部分35條/毫米；清晰范圍±100毫米（承影面）；畸變差最大為8微米；格網(wǎng)片單模型高程中誤差±0.07毫米，雙模型高程中誤差±0.09毫米。鑒定結(jié)果表明，樣機的主要技術(shù)指標達到了任務(wù)書的要求。

與此同時，南京研制團隊也完成了樣機研制。隨后，多倍儀開始在南京、西安批量生產(chǎn)，提供作業(yè)一線使用。因此，在60年代后期到70年代，中國測繪單位使用的國產(chǎn)多倍儀就有兩個廠家：一個是南京江南光學儀器廠（由南京教育儀器廠更名），另一個是西安航光儀器廠。

《特寬角多倍投影儀的試制》一頁

大會戰(zhàn)的意義

多倍儀仿型研制大會戰(zhàn)，只是上世紀60年代開展的測繪儀器大會戰(zhàn)的一部分。當年的大會戰(zhàn)，幾乎涉及全系列常規(guī)測量儀器，包括用于大地測量的經(jīng)緯儀、水準儀、測距儀等，用于航空攝影測量的多倍儀、立體測圖儀、縮小儀、投影轉(zhuǎn)繪儀等，參加的單位涉及全國測繪科學研究單位、教學單位和主要測繪設(shè)備生產(chǎn)廠家，除了本文已經(jīng)提到的參研單位，還有上海勞動儀表廠、北京光學儀器廠、南京測繪儀器廠、西安光學測量儀器廠等，是一次真正意義上的具有國家規(guī)模的大會戰(zhàn)。

大會戰(zhàn)基本實現(xiàn)了常規(guī)測繪儀器的國產(chǎn)化，滿足了測繪生產(chǎn)的實際需要，為中國在上世紀70年代消滅無圖區(qū)完成全國基礎(chǔ)測繪做出了歷史性貢獻。

核心技術(shù)是要不來、買不來、討不來的！

測繪儀器大會戰(zhàn)的成果證明，獨立自主，自力更生，集中力量辦急事、辦難事、辦大事，體現(xiàn)了中國的制度優(yōu)勢，也是中國自立自強于世界民族之林的必由之路。

根據(jù)作者著《王任享傳》及《當代中國的測繪事業(yè)》編寫，版權(quán)歸作者所有。