日前，中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)公布了兩位理事榮獲“2014年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)”。其中，常務(wù)理事、北京航空航天大學(xué)房建成教授領(lǐng)導(dǎo)研制的“機(jī)械高精度位置姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目獲“2014年度國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)”二等獎(jiǎng)。該項(xiàng)目主要情況如下：

項(xiàng)目名稱：機(jī)械高精度位置姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

完成單位：北京航空航天大學(xué)、中測(cè)新圖(北京)遙感技術(shù)有限公司、北京自動(dòng)化控制設(shè)備研究所

主要完成人：房建成、宋凝芳、鐘麥英、李建利、李英成、尚克軍

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：

高分辨率航空遙感系統(tǒng)是國(guó)土精確測(cè)繪、自然災(zāi)害與環(huán)境監(jiān)測(cè)和軍事偵察等領(lǐng)域不可替代的高技術(shù)裝備，我國(guó)與歐美先進(jìn)水平存在很大差距，其重要原因是缺乏用于高精度成像運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)奈恢米藨B(tài)測(cè)量系統(tǒng)(POS)。由于飛機(jī)受氣流等擾動(dòng)無(wú)法平穩(wěn)勻速直線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致合成孔徑雷達(dá)(SAR)、光譜儀、激光雷達(dá)、光學(xué)相機(jī)等載荷像質(zhì)嚴(yán)重退化、甚至無(wú)法成像，只有采用POS精確測(cè)量運(yùn)動(dòng)誤差并進(jìn)行補(bǔ)償，才能實(shí)現(xiàn)載荷的高分辨率成像。機(jī)載POS是采用高精度慣性測(cè)量裝置(IMU)自主測(cè)量載荷運(yùn)動(dòng)參數(shù)的組合系統(tǒng)，工作環(huán)境極為惡劣(-55~75°C)，且要求體積小、重量輕、長(zhǎng)時(shí)間保持高精度，是國(guó)際公認(rèn)的光機(jī)電集成尖端產(chǎn)品和技術(shù)難題，受國(guó)外嚴(yán)密封鎖，是制約我國(guó)高分辨率航空遙感技術(shù)跨越的瓶頸。

在國(guó)家杰青基金、973、863計(jì)劃、高分專項(xiàng)等支持下，突破了高性能光纖陀螺、IMU、POS、及集成應(yīng)用多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，主要發(fā)明：

1.陀螺儀是IMU的核心敏感器件，針對(duì)小型光纖陀螺惡劣環(huán)境下的高精度難題，發(fā)明了光纖長(zhǎng)度不變條件下快慢軸復(fù)用的光程倍增方法，發(fā)明了脫骨架光纖環(huán)繞制工藝和光纖陀螺特征參數(shù)自動(dòng)檢測(cè)跟蹤及陀螺誤差補(bǔ)償技術(shù)，使高精度陀螺的精度從0.003°/h提高到0.0005°/h。研制成功小型高精度高穩(wěn)定光纖陀螺。

2.針對(duì)IMU誤差高精度標(biāo)定及小型化難題，發(fā)明了光纖陀螺IMU新結(jié)構(gòu)及高精度現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定方法，顯著提高標(biāo)定精度;發(fā)明了二階動(dòng)力學(xué)建模的激光陀螺IMU設(shè)計(jì)技術(shù)，比傳統(tǒng)IMU重量減小約50%，研制成功兩類小型高精度光學(xué)陀螺IMU。

3.發(fā)明了IMU/GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))組合系統(tǒng)高精度快速對(duì)準(zhǔn)與濾波方法，及高精度時(shí)間同步等POS系統(tǒng)集成技術(shù)，突破了高動(dòng)態(tài)、強(qiáng)擾動(dòng)條件下POS快速精確對(duì)準(zhǔn)與組合濾波制約其精度的瓶頸，研制成功我國(guó)首臺(tái)高精度POS，航向/姿態(tài)精度0.002°/0.0025°，優(yōu)于國(guó)際最高精度產(chǎn)品POS/AV610(0.005°/0.0025°)。

4.針對(duì)POS無(wú)法安裝在載荷相位中心進(jìn)行運(yùn)動(dòng)參數(shù)精確測(cè)量的難題，發(fā)明了IMU、GPS天線與載荷間的多級(jí)/動(dòng)態(tài)桿臂效應(yīng)補(bǔ)償技術(shù)，及稀少(無(wú))地面基準(zhǔn)點(diǎn)航攝測(cè)量方法，顯著提高了載荷運(yùn)動(dòng)參數(shù)測(cè)量精度及成像分辨率和測(cè)圖精度。

授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利61項(xiàng)，受理10項(xiàng)，軟件著作權(quán)27項(xiàng);制定國(guó)家/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)8項(xiàng);發(fā)表論文213篇(SCI77、EI163)。該成果填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，經(jīng)權(quán)威檢測(cè)與鑒定：POS綜合技術(shù)水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，姿態(tài)方位測(cè)量精度國(guó)際領(lǐng)先。

該成果為我國(guó)機(jī)載X波段干涉SAR成像高程精度從3m提高至0.27m，國(guó)際首次實(shí)現(xiàn)機(jī)載時(shí)空聯(lián)合調(diào)制干涉成像光譜儀集成POS成像0.64m@2800m等發(fā)揮了關(guān)鍵作用，首次實(shí)現(xiàn)了利用機(jī)載POS的1:500大比例尺無(wú)地面基準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)圖，支撐我國(guó)跨入國(guó)際先進(jìn)行列。應(yīng)用該成果首次測(cè)繪了釣魚島等無(wú)人海島(礁)，在雅安地震應(yīng)急救災(zāi)中第一時(shí)間獲取了震區(qū)拼接影像圖，有力支持了抗震救災(zāi)，滿足國(guó)家重大需求。近三年新增產(chǎn)值3.9億元，利稅1.02億元，培育了中航捷銳光電技術(shù)有限公司，POS產(chǎn)品應(yīng)用到中電14所、中科院電子所、西光所和長(zhǎng)光所等19家單位，取得了重大社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。獲2013年教育部技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)。

項(xiàng)目第一完成人簡(jiǎn)介

房建成男漢族49歲，山東臨沂人，中共黨員。北京航空航天大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院院長(zhǎng)，長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授，國(guó)家杰出青年科學(xué)基金獲得者，973項(xiàng)目首席科學(xué)家，國(guó)家自然基金委創(chuàng)新群體帶頭人，“863”計(jì)劃導(dǎo)航定位技術(shù)主題專家組召集人。“慣性技術(shù)”國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任和“中英空間科學(xué)與技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”中方理事長(zhǎng)。長(zhǎng)期從事高精度磁懸浮慣性執(zhí)行機(jī)構(gòu)和捷聯(lián)慣性測(cè)量系統(tǒng)研究，曾獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)、科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)各1項(xiàng)(均排名第1);2007年入選“百千萬(wàn)人才國(guó)家級(jí)人選”;2008年獲何梁何利基金“科學(xué)與技術(shù)成就獎(jiǎng)”;2009年獲首屆國(guó)防科技工業(yè)杰出人才獎(jiǎng)。出版專著4部，發(fā)表論文300余篇，SCI收錄100余篇，授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利100余項(xiàng)。