南京玄武湖

國產(chǎn)化使命

1960年，中蘇關(guān)系進(jìn)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(duì)測繪領(lǐng)導(dǎo)部門認(rèn)識到：奮發(fā)圖強(qiáng)，自力更生，實(shí)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(jì)調(diào)整、鞏固、充實(shí)、提高的八字方針，就把能自行設(shè)計(jì)和制造測繪作業(yè)所需的各種測繪儀器列入了科學(xué)研究的重點(diǎn)。1962年，國家與軍隊(duì)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(diǎn)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(jì)60年代，全國正在進(jìn)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(dāng)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(dāng)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(jìn)口的多倍儀也不能算便宜?？墒?，當(dāng)時你花錢也買不到了。因?yàn)樵谔K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(xué)機(jī)械研究所（簡稱長春光機(jī)所）率先研制出了多倍立體測圖儀樣機(jī)。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(jī)所調(diào)研學(xué)習(xí)。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(xué)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(biāo)，大家都能同心協(xié)力，沒有私心。長春光機(jī)所不僅叫我們看了樣機(jī)，還把設(shè)計(jì)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(rèn)長春光機(jī)所研制的多倍儀樣機(jī)在特寬角光學(xué)投影器研制上取得了重要突破，但是距離實(shí)際應(yīng)用還有一定差距。在這種情況下，國家測繪局與軍隊(duì)測繪局決定合并兩套人馬，組成一個跨部門的研制隊(duì)伍，集中兵力合力攻關(guān)。具體委托南京教學(xué)儀器廠牽頭仿型研制，共同開展方案論證。

1963年初，肩負(fù)著測繪儀器國產(chǎn)化使命的隊(duì)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?yàn)椋诵械娜蝿?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(xué)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(xué)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(jī)所的多倍儀樣機(jī)性能、參數(shù)進(jìn)行檢測分析，根據(jù)檢測分析數(shù)據(jù)和測繪實(shí)際需要，提出仿型研制的設(shè)計(jì)方案。

調(diào)試多倍儀

多倍儀的核心部件是光學(xué)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(jì)特寬角投影器采取了不同的設(shè)計(jì)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(jī)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(jì)指標(biāo)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(diǎn)，且投影器按紅綠光分別設(shè)計(jì)，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(xué)諸家之長，走自己的路呢？方案論證的結(jié)果，一致否定了機(jī)械照搬的想法和做法。大家認(rèn)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(yuǎn)落在別人的后面，就永遠(yuǎn)不能迎頭趕上。（引自《特寬角多倍投影儀試制》報(bào)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(tuán)隊(duì)成員一邊散步，一邊議論著設(shè)計(jì)方案。他們沒有放假，加快研究進(jìn)程是他們的目標(biāo)。經(jīng)過反復(fù)研究，確定了設(shè)計(jì)方案的主要技術(shù)指標(biāo)：投影器像場照度、畸變差標(biāo)準(zhǔn)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(jī)械結(jié)構(gòu)改為更加精密的光學(xué)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(tuán)隊(duì)拿出了核心部件投影器的設(shè)計(jì)方案，由教育部組織專家對方案進(jìn)行審定。國內(nèi)著名光學(xué)專家、長春光機(jī)所的王之江（后當(dāng)選為中國科學(xué)院院士）參加了審定會，他是長春光機(jī)所多倍立體測圖儀的主要設(shè)計(jì)者，他的傾向性意見很重要。會上，王之江一再說：光機(jī)所投影器的設(shè)計(jì)沒有問題。要說服這些光學(xué)專家們贊成設(shè)計(jì)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(jī)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(shí)驗(yàn)室，把試驗(yàn)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(rèn)真聽取了研制團(tuán)隊(duì)的意見，代表專家組明確地肯定了仿型研制的設(shè)計(jì)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(jī)械加工和研磨多倍儀的投影器，進(jìn)入了樣機(jī)研制階段。

分頭研制樣機(jī)

1964年夏天，研制團(tuán)隊(duì)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(jìn)行樣機(jī)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(jì)方面要嚴(yán)格消除光學(xué)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(yán)格保持光學(xué)系統(tǒng)的同心度等。

由于在設(shè)計(jì)中未能完全解決消除光學(xué)系統(tǒng)的像差問題，西安研制團(tuán)隊(duì)第一次試制失敗了。經(jīng)過認(rèn)真分析和總結(jié)，調(diào)整了設(shè)計(jì)方案，更換了透鏡的玻璃材料，最終設(shè)計(jì)并成功制造出了合格的光學(xué)系統(tǒng)的物鏡。但是，物鏡的裝校又是一個關(guān)口。樣機(jī)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(jì)、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(jìn)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(dāng)年的《特寬角多倍投影儀試制》報(bào)告記載：遍查國內(nèi)外資料，幾乎都是采用以外圓為基準(zhǔn)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(shí)踐失敗的實(shí)際體會中，認(rèn)為這是一種費(fèi)力不討好的笨辦法。想要通過以外圓為基準(zhǔn)，很難達(dá)到0.003毫米的同心度。認(rèn)識來自實(shí)踐。在這種情況下，我們打破常規(guī)，毅然采用以光軸為基準(zhǔn)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(yàn)，失敗，再試驗(yàn)，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，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(dá)3微米的對心儀。對心儀的準(zhǔn)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(zhǔn)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(xué)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(dá)到了預(yù)期結(jié)果。

多倍立體測圖儀研制樣機(jī)

1965年夏天，西安研制小組裝調(diào)出第一臺多倍儀樣機(jī)。對樣機(jī)進(jìn)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(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了任務(wù)書的要求。

與此同時，南京研制團(tuán)隊(duì)也完成了樣機(jī)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(xué)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(jì)60年代開展的測繪儀器大會戰(zhàn)的一部分。當(dāng)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(zhǔn)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(xué)研究單位、教學(xué)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(xué)儀器廠、南京測繪儀器廠、西安光學(xué)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(shí)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(shí)際需要，為中國在上世紀(jì)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(xiàn)。

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(dú)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(qiáng)于世界民族之林的必由之路。

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