
张学庄,中南大学信息物理工程学院测绘研究所教授,做了一辈子的测量仪器,画了一辈子的地图。他的人生就是一幅刻画着测绘学者人生轨迹的地图。
经:上下求索躬身实践
张学庄等研制的第一件测量仪器是变频式精密激光测距仪。
上世纪70年代初,一次偶然的机会,中南大学测量教研室的7位教师前往湖南省地质局测绘大队,参观第一款国产光电测距仪。这种新仪器大家都未曾见过,更没有用过。张学庄和其他老师主动尝试着用这台当时“罕见”的仪器来测量距离。由于仪器本身的缺陷,不管大家怎么努力,都达不到要求的测量精度。面对这种只能够在夜晚测量且很难测出结果的仪器,张学庄想:我们这些经过专门训练的专业测绘人员都很难使用这台仪器,普通测量工人就更难操作了,这仪器一定要改进。针对仪器存在的主要问题,张学庄当即设想了一种可在白天使用、操作简便的新型激光测距仪方案。在省地质局测绘大队的参与下,张学庄等先用万元购买了最普通的示波器和电源等仪器,然后从零开始摸索前进,历时5年,终于成功地研制出高精度的小型10KM变频式精密激光测距仪,先后有8台仪器投入测绘生产中。这种仪器的设计完全立足于国内元器件,原理独特,在国际上尚属首创。
1989年,张学庄以访问学者的身份在西德4所大学讲学时,首次指出国内外广为使用的野外六段基线比较法测定测距仪之所以乘常数误差大是因为方法有问题,还特别指出了在北京军事博物馆720米基线和澳大利亚TASMANIA地区600米短基线上测定的乘常数不正确的原因,强调正确测定乘常数的方法是测频。他还向德国同行们展示了中国专利产品——高精度频率计,引起德国同行们的极大兴趣和高度评价。他在讲学期间发表的两篇论文经亚琛工业大学推荐,在德国VR和AVN杂志上发表。
回国后,张学庄加快了在科研领域前进的步伐。1989年,张学庄在原有GP—1可自校准高精度频率计的基础上,通过进一步完善,将其发展成为EFC系列光电测距仪频率校准仪系列产品。这种产品在国内几乎所有的光电测距仪检定单位应用,成为我国为数不多的完全不依赖进口的高精度计量仪器之一。1990年,由张学庄等组建的中南工业大学光电测距仪检测中心首家取得国家技术监督局计量认证证书。90年代,他研制出由计算机控制的亚毫米级自动测距系统,解决了测定光电测距仪的测距标准偏差所需要的高精度空中基线边的测量问题,成功地使单波测距精度优于10-6。
之后,张学庄继续攻克高精度自动陀螺经纬仪定向精度难关,研制出3种新仪器:1993年11月通过鉴定的GAOS陀螺经纬仪自动定向系统,2004年9月通过鉴定的AFS—1自动陀螺快速定位定向系统和AGT—1高精度自动陀螺经纬仪,逐渐将仪器的一次定向标准偏差从±10秒减小到±3至5秒。这是采用IT技术与现代测量仪器相结合的三种具有国际先进水平的仪器。它提供了一种创新技术,用掌上电脑控制自动陀螺自动寻北的全过程,有自动测量、数据处理、自动检核、记录、存储、报警和自动完成所有定向测量计算工作的功能。此外,这种仪器的精度基本不受风吹和振动的影响,基本没有返工,操作简便,大大减少停工损失,在测量现场可以完成定位、定向和各种后续工作,效率很高,受到使用单位的欢迎。
纬:学高为师身正为范
张学庄做了多少年的研究就教了多少年的学生。
1963年,张学庄大学毕业后被安排留校任教,至今仍然坚守在自己的教育岗位上。
张学庄教授的第一门课程是《地形绘图》,一门测绘专业的基础课程,内容简单枯燥。张学庄欣然接受,课前认真研读相关资料,反复推敲讲课思路。课上充分调动学生学习的积极性,增强学生写好字绘好图的信心,还手把手给学生们做示范。课下和学生们同食同宿讨论问题,还经常带领学生上岳麓山野外实地训练。就这样,原本被学生们认为是最乏味的课程一下子成了系里最受欢迎的课程之一。
带研究生后,张学庄仍然坚持一边做研究一边教学生,他认为科研和教学是相辅相成的。他说,自己的知识不全面,会老化,只有在不断地学习中才能跟上时代的步伐,才有能力去教学生。张学庄每次上课前都会认真地把课上要讲的内容认真思考几遍,有时还要亲自通过实验对课本上的知识进行验证,课上他会对学生们提问,注意培养学生的创造性思维。曾经是张学庄学生的周晓光副教授印象最深的是:“张老师总是站在很高的角度,不断用带有启发性的问题提问我们,使我们主动地去深入思考问题的本质。”
张学庄要求学生在学书本知识时一定要动手实践,真正做到得心应手。学生上交的论文,他要求字要写得端正,他曾对学生这样说:“一个连字都写不好的人是不适合做精密测量仪器研究的。”张学庄经常鼓励他的博士生多学习其他专业知识,他认为一个合格的博士一定要学会跨专业学习。
采访结束时,当记者问到:“您今后还有什么打算时?”张学庄不假思索地答道:“首先,我想要尽可能地把研究成果投入生产,使其真正发挥应有的作用,为社会造福。然后,我脑子里还有一些想法没有实现,我还想做一些事情。”