科教设备测绘仪器仿型研制大会战

　

南京玄武湖

国产化使命

1960年，中苏关系进入冷冻期，苏联撤走了测量专家，停止了所有测绘设备供应。与此同时，中国还处在帝国主义阵营的封锁之中，急需的测绘装备特别是精密测量仪器欲购无门。现有的测绘装备不能满足测绘生产的需要，损毁的测绘装备因没有配件无法修复，这给中国测绘行业的正常生产作业造成了极大困难。

国家和军队测绘领导部门认识到：奋发图强，自力更生，实现主要测绘装备的国产化，是测绘人义不容辞的历史使命。1961年，贯彻国民经济调整、巩固、充实、提高的八字方针，就把能自行设计和制造测绘作业所需的各种测绘仪器列入了科学研究的重点。1962年，国家与军队测绘管理部门决定：集中全国有关科研力量，以仿型研制多倍立体测图仪（简称多倍仪）为突破口，开展测绘仪器国产化大会战。

所谓仿型研制，就是将仿制与研制结合起来，在仿制中有创新，而不是照搬照套。

多倍立体测图仪

为什么要重点仿型研制多倍仪呢？

参加研制会战的王任享院士回忆说：上世纪60年代，全国正在进行1:5万地形图为主的基础测绘，对测图仪器的需求量很大。一台精密测图仪要100万，我们买不起。一台多倍仪4万多，相对便宜，因此当时地形测绘中大量使用这种测图仪。多倍仪至少有3个投影器，每个要1万元。当时人们的工资每月只有几十元，与中国人的收入水平相比，进口的多倍仪也不能算便宜。可是，当时你花钱也买不到了。因为在苏联的压力下，民主德国的蔡司厂也不卖给我们了。另外，多倍仪的投影仪是视场角122度的特宽角，研制难度很大，如果能够攻下这个堡垒，其他常用航测仪器研制就不再话下了。

1962年初，长春光学机械研究所（简称长春光机所）率先研制出了多倍立体测图仪样机。西安测绘研究所杨星五所长（后任国家测绘总局研究所所长）即带领技术人员到长春光机所调研学习。参加这次调研的朱庚尧回忆说：跟着领导去了长春，中国著名光学专家王大珩所长接待我们。那时候，全国一盘棋，为了一个目标，大家都能同心协力，没有私心。长春光机所不仅叫我们看了样机，还把设计图纸给了我们，这对我们帮助很大。

1962年，我国研制多倍仪的有两套人马：一套是西安测绘研究所与航光仪器厂的合作研制小组，技术上挂帅的是陈宽林工程师，成员有朱庚尧、王任享、王孟法、郑守义、张文毅等；另一套是国家测绘总局研究所的林传官、周作义等与南京教育仪器厂的联合研制小组。

1962年11月，经过专家检定，确认长春光机所研制的多倍仪样机在特宽角光学投影器研制上取得了重要突破，但是距离实际应用还有一定差距。在这种情况下，国家测绘局与军队测绘局决定合并两套人马，组成一个跨部门的研制队伍，集中兵力合力攻关。具体委托南京教学仪器厂牵头仿型研制，共同开展方案论证。

1963年初，肩负着测绘仪器国产化使命的队伍向南京集结，揭开了航测仪器国产化大会战的序幕！

南京会战

1963年元旦刚过，北京正是数九寒天。王任享擦掉窗户玻璃上的冰花，一抹阳光便照在襁褓中熟睡的女儿的身上。王任享看了看手表上的时针，对月子中的爱人说了一声多保重，就带着铺盖和简单生活用品，推开了家门，奔向火车站。南下的火车飞奔，窗外的原野苍茫萧瑟，王任享心里却是热血沸腾。

因为，此行的任务艰巨而光荣：

到南京教育仪器厂参加全国多倍仪仿型研制大会战。

南京教育仪器厂坐落在南京中央门外玄武湖北面。王任享下了火车，很快就到了南京教学仪器厂。很快，研制人员从北京的国家测绘总局研究所、西安测绘研究所、武汉测绘学院、西安航光仪器厂来到南京，在冯厂长的主持下，携手攻关。

会战的基本任务是：对国内现有的民主德国、苏联和长春光机所的多倍仪样机性能、参数进行检测分析，根据检测分析数据和测绘实际需要，提出仿型研制的设计方案。

调试多倍仪

多倍仪的核心部件是光学投影器。王任享说：为满足测绘作业的要求，各个厂家设计特宽角投影器采取了不同的设计策略。经过检测，苏联生产的多倍仪图像分辨率高，清晰面和景深较大，但是照度不好，构建起的立体模型光线较暗；长春光机所的仪器，镜头的分辨率、景深都不错，但边缘影像不好，光线更暗，不适合测绘地形图；德国蔡司厂的多倍仪投影器的设计指标适中，是在测绘生产中应用最广的型号，镜头的分辨率比前两型稍差一点，且投影器按红绿光分别设计，色差消除不好，对测图很不利。

究竟是依样画葫芦，按照民主德国或苏联产品全部仿造呢？还是要从具体情况出发，学诸家之长，走自己的路呢？方案论证的结果，一致否定了机械照搬的想法和做法。大家认为，绝不能停留或满足于国外的现有的水平。否则，我们的仪器制造就永远落在别人的后面，就永远不能迎头赶上。（引自《特宽角多倍投影仪试制》报告）。

1963年春节，没有取暖设施的南京依然冷意浓浓。在玄武湖边，趁着午间暖阳，多倍仪会战团队成员一边散步，一边议论着设计方案。他们没有放假，加快研究进程是他们的目标。经过反复研究，确定了设计方案的主要技术指标：投影器像场照度、畸变差标准赶上德国蔡司厂产品，超过苏联产品；分辨率要求赶上苏联，超过蔡司；把测绘器高程读数的机械结构改为更加精密的光学读数，同时满足变换比例尺的要求等。

《特宽角多倍投影仪试制》一页

经过大半年的论证，研制团队拿出了核心部件投影器的设计方案，由教育部组织专家对方案进行审定。国内著名光学专家、长春光机所的王之江（后当选为中国科学院院士）参加了审定会，他是长春光机所多倍立体测图仪的主要设计者，他的倾向性意见很重要。会上，王之江一再说：光机所投影器的设计没有问题。要说服这些光学专家们赞成设计方案，必须有充足的理由和确凿的证据。

开会之前，王任享找到同事王孟法、林传官，拆开了长春光机所的投影器，发现翻转镜头180度后，清晰面由350厘米变为180厘米左右，影像的4个角，有2个清晰，2个不太清晰。

会间休息，王任享请王之江来到到实验室，把试验情况演示给他看，说明测绘部门对多倍仪投影器的具体要求，说明新方案要纠正景深太大，边缘模糊的问题。王之江认真听取了研制团队的意见，代表专家组明确地肯定了仿型研制的设计方案。

从1963年底开始，根据审定的研制方案，在南京教育仪器厂开始机械加工和研磨多倍仪的投影器，进入了样机研制阶段。

分头研制样机

1964年夏天，研制团队兵分两路：一部分人员留在南京教育仪器厂继续研制生产；另一部分研制人员则移师西安，依托航光仪器厂进行样机研制。

研制投影器的特宽角物镜是仿型研制多倍仪关键。研制的技术难关包括：在设计方面要严格消除光学系统的像差；在加工方面要研磨半球透镜和非球面聚光镜；装校方面要严格保持光学系统的同心度等。

由于在设计中未能完全解决消除光学系统的像差问题，西安研制团队第一次试制失败了。经过认真分析和总结，调整了设计方案，更换了透镜的玻璃材料，最终设计并成功制造出了合格的光学系统的物镜。但是，物镜的装校又是一个关口。样机初装之后，物镜畸变差大，成像质量很坏，边缘影像不清晰。究竟在设计、加工、材料哪个环节出了问题？看法很不一致。研制人员对各个环节进行了复查，最终发现提高装校中心度质量是问题的症结。

怎样解决中心度问题，当年的《特宽角多倍投影仪试制》报告记载：遍查国内外资料，几乎都是采用以外圆为基准的办法，所谓在车床上胶合对心和承座法对心，都是属于这一类型。然而，在我们无数次实践失败的实际体会中，认为这是一种费力不讨好的笨办法。想要通过以外圆为基准，很难达到0.003毫米的同心度。认识来自实践。在这种情况下，我们打破常规，毅然采用以光轴为基准的对心方法，结果不仅保证了同心度的质量，而且放宽了对透镜外圈不合理的加工要求（改为0.02毫米），大大提高了工效。要解决同心度的问题，还要解决胶合面的同心问题，但关键在于能不能看到胶合面的球心像。试验，失败，再试验，经过反复试验，终于看到了胶合面的球心像，突破了这一道技术关。紧接着的问题是，究竟拿什么来调整同心呢？

我们依靠群众，自己动手，土洋结合，制造了一个同心度可达3微米的对心仪。对心仪的准直显微镜放大倍率为100，能够360度旋转，还带有一个万向夹头，利用对心仪解决了胶合面的同心问题。此外，利用以光轴为基准的原则，制造了专门的万向夹头，解决了透镜与镜座的连接问题。装配过程中，光学系统的同心度问题曾经有过7次失败的记录。最后终于达到了预期结果。

多倍立体测图仪研制样机

1965年夏天，西安研制小组装调出第一台多倍仪样机。对样机进行鉴定，结果为：分辨力中心部分100条/毫米，边缘部分35条/毫米；清晰范围±100毫米（承影面）；畸变差最大为8微米；格网片单模型高程中误差±0.07毫米，双模型高程中误差±0.09毫米。鉴定结果表明，样机的主要技术指标达到了任务书的要求。

与此同时，南京研制团队也完成了样机研制。随后，多倍仪开始在南京、西安批量生产，提供作业一线使用。因此，在60年代后期到70年代，中国测绘单位使用的国产多倍仪就有两个厂家：一个是南京江南光学仪器厂（由南京教育仪器厂更名），另一个是西安航光仪器厂。

《特宽角多倍投影仪的试制》一页

大会战的意义

多倍仪仿型研制大会战，只是上世纪60年代开展的测绘仪器大会战的一部分。当年的大会战，几乎涉及全系列常规测量仪器，包括用于大地测量的经纬仪、水准仪、测距仪等，用于航空摄影测量的多倍仪、立体测图仪、缩小仪、投影转绘仪等，参加的单位涉及全国测绘科学研究单位、教学单位和主要测绘设备生产厂家，除了本文已经提到的参研单位，还有上海劳动仪表厂、北京光学仪器厂、南京测绘仪器厂、西安光学测量仪器厂等，是一次真正意义上的具有国家规模的大会战。

大会战基本实现了常规测绘仪器的国产化，满足了测绘生产的实际需要，为中国在上世纪70年代消灭无图区完成全国基础测绘做出了历史性贡献。

核心技术是要不来、买不来、讨不来的！

测绘仪器大会战的成果证明，独立自主，自力更生，集中力量办急事、办难事、办大事，体现了中国的制度优势，也是中国自立自强于世界民族之林的必由之路。

根据作者著《王任享传》及《当代中国的测绘事业》编写，版权归作者所有。