童鎧

童鎧

童鎧,中國工程院院士,衛星測控技術和衛星套用技術專家,是我國衛星測控、定位和信息處理領域的學術帶頭人之一。早年從事連續波測速定位系統的研製。主持完成了“101”精密制導雷達研製。作為技術負責人之一,完成地球靜止軌道通信衛星微波統一測控系統(含450-1和450-2丙),實現了無國際測控網支持下單站對衛星高精度跟蹤與定軌,任氣象衛星指令與數據獲取站總設計師,為建成我國這一地面站作出了重要貢獻。任雙星定位套用系統總設計師,領導攻克了多項技術難題。現正致力於我國導航衛星系統方案的研究。

基本信息

人物簡介

童 鎧 (1931.9.12--2005.8.10 ) 衛星導航測控與衛星套用專家。江蘇省泰州市人,1952年畢業於青島山東大學,1959年在前蘇聯列寧格勒電信工程學院獲副博士學位。中國空間技術研究院研究員、科學技術委員會顧問。從事航天事業近45年,是我國衛星測控、定位和信息處理領域的主要學術帶頭人之一,在國家多項重點工程中作出了重大貢獻。70年代主持研製成功反飛彈精密制導“101”雷達。作為副總設計師和總設計師,參加和主持研製成功通信衛星微波測控系統,該項目獲1985年國家科技進步獎特等獎。1997年作為總設計師,首次在國內主持研製成功風雲二號氣象衛星指令與數據獲取站,獲1998年國家科技進步三等獎,2004年作為“北斗一號”衛星導航套用系統總設計師研製成功地面套用系統,2005年獲國家科技進步獎一等獎。

1997年當選為中國工程院院士

人物生平

童鎧,1931年9月12日出生於江蘇省泰州市,父親童植哉在童鎧六歲多時病逝,大哥童堅伯供養他上完了國小和中學,但對童鎧人生影響最大的是他三哥,三哥不僅資助他上完了大學,還引導童鎧成長為一名具有堅忍不拔的探索精神和立志為祖國的繁榮昌盛而奮鬥的知識分子。

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童鎧的少年時代正值我國抗日戰爭期間。1937年9月童鎧在泰州洧水橋國小讀書,三年級時曾因日本飛機轟炸,他隨家人到鄉下避難,以致停學一年,給他幼小的心靈留下很深的記憶,他當時和同學一起以唱救亡歌曲的方式宣傳抗日。1943年他升人縣立中學讀書,1946年9月國中畢業,抗戰勝利的訊息鼓舞他要為拯救國家和民族而努力學習。為了進一步深造,他考取了蘇州高級工業職業學校電機專業,比較系統地學習了電力和電訊基礎知識,培養了實際動手能力。渴求知識的強烈欲望使他從小養成埋頭苦讀的習慣,後來童鎧的大姐童淑儀曾回憶說:童鎧中學時讀書很刻苦,經常是家裡的飯作好了喊他幾遍都聽不見,心思全在作功課上,有時為了完全成一項小試驗,可以埋頭忙上幾個小時,一定要把原理搞清楚。

童鎧上高三時在進步同學和老師的影響下,他返回即將解放的家鄉。1948年12月泰州解放了。他一面利用晚上時間在家鄉的一個小電廠實習半年,一面他插班在省泰州中學學習,同時完成了兩個學校的學業。他高三畢業這一年接觸到許多新事物,當時學校為聲援解放大軍渡江,編排了反映抗戰題材的話劇《第二代》,他在其中扮演一位愛國教授。1949年9月童鎧高中畢業。當時在山東青島市工作的三哥童辛動員童鎧參加革命。從此童鎧走出家鄉,同年考上了山東大學工學院繼續深造。這段時間他受到三哥的直接影響,對人生有了更深刻的認識,1950年初他加入了中國新民主主義青年團,1950年11月加入中國共產黨。

解放初正是國家建設需要人才的時期,他所在的山東大學工學院把兩個學期的課合併為一個學期講。1952年8月他提前畢業,以優異成績留校,並隨學校院系調整赴濟南山東工學院任教,在電機系無線電教研室當助教,他作過數學、電工學、電子管電路、電工原理等課程的輔導工作,還參加了學校的教學改革工作。這個時期的工作為他以後從事大型科研工程項目奠定了一定的基礎。由於他工作成績突出,1953年7月山東工學院保送童鎧到留蘇研究生預備部學習,併到北京俄文專修學校進修,準備出國留學。1954年因改變留學專業,出國計畫後延,等待期間他在上海交大電訊系進修一年,從師張煦教授。1955年童鎧在前蘇聯列寧格勒電信工程學院作研究生,至1959年6月順利通過副博士論文答辯後回國。

回國後他被分配到原國防部五院,根據當時的組織安排,他暫時在西安軍事電信工程學院任微波通信教研室負責人。在此期間他先後擔任教學科研工作並參加領導教學改革。1960年12月童鎧參軍,授予技術上尉軍銜。1961年8月調回北京,分配到國防部五院一分院12所工作,任無線電控制綜合研究室技術副主任,從此開始了他獻身航天事業的生涯。

1963年12月在一分院12所他被晉升為技術大尉。此間他率先開展了我國連續波測速定位系統研究,主持並參加了遠程飛彈無線電制導系統研製。

1965年8月他調到七機部二院23所雷達總體室任副主任。主持完成了中近程地地飛彈米波橫偏校正控制系統大型山地校飛試驗。70年代他主持研製成功了自行設計的精密制導101雷達,1978 年獲全國科學大會重大科技成果獎,童鎧為第一獲獎人。

1980年3月童鎧調航天部450辦公室任副主任,擔任通信衛星微波統一測控工程副總設計師,後又擔任了這個項目的總設計師,為研製成功通信衛星微波統一測控系統(簡稱“450工程”)起了重要作用。1986年任航天部五院503所所長,主持完成了地球靜止軌道氣象衛星指令與數據獲取站工程。1989年6月任航天部五院利技委常委、副主任。1994年9月被國防科工委任命為“北斗一號”導航衛星套用系統總設計師。

童鎧曾擔任多項大型航天技術工程的技術負責人或總設計師。1982年9月任中國宇航學會空間飛行器測控委員會委員,其後任副主任委員;1990年9月至1995年9月任國際宇航聯合會安全與救生委員會委員;1994年在中國國際文化交流中心理事會任理事;1995年12月任航天總公司軍轉民科技委委員;1997年11月當選為中國工程院院士。1998年6月和2000年6月當選為中國工程院信息與電子工程學部常委。

童鎧曾當選為第七屆北京市人大代表。他還多次立功受獎。早期獲全國科學大會獎1項,國防科委重大成果獎3項;他作為主要參加人獲1項國家科技特等獎;他還以第一完成人獲得國家科技進步三等獎1項,部級科技進步獎多項。1984年榮立航天部一等功,1991年秋評為航天部有突出貢獻老專家,並享受政府特殊津貼。

在我國通信衛星微波測控系統研製中,他解決了一系列重大關鍵技術難題。在雙星快速定位系統的研製上,突破了關係全系統成敗的雙星定位入站信號快速捕獲的難題,達國際先進水平,在我國衛星套用技術發展中作出了重大貢獻。

技術成就

60年代初,童鎧接受了我國彈道飛彈無線電制導系統研製任務。他主持完成了“遠程飛彈無線電制導測速定位體系選擇”論證,建立了統一的系統精度分析方法,對各種測速定位系統進行分析比較,證明了用連續波測距、測速、多站差分測方向餘弦及其變化率體制為最優,進行了方案設計和技術攻關。在我國開創了連續波測速定位的研製工作,鎖相環和頻率短期穩定度技術研究取得重要成就。地地飛彈改變制導機制後,該系統改作靶場精密定軌設備,全套技術資料提供給接替研製單位,並親自赴電子部十院講課,對我國該項技術的發展奠定了堅實的基礎。

童鎧在二院23所任雷達總體室副主任主持反飛彈系統精密制導雷達101的方案制定。當時他政治上受到不公正待遇,接著又進入“文化大革命”十年的不正常時期,他始終堅持科學研究,在方案制定中,他面臨很多技術難題需要解決,如:脈衝雷達和控制指令怎樣合為一體;在脈衝都卜勒相參雷達中怎樣利用距離數據來解徑向速度的多值模糊;而高精度速度數據又如何被用來提高測距精度;為了捕獲從發射架起飛的高加速反飛彈目標,如何克服多路徑效應對雷達跟蹤的嚴重影響;如何對目標的高速度和高加速實行全數位化檢測等等。他逐個問題地消化資料,分析計算,為了解決飛彈從發射架起飛時多路徑效應對雷達捕獲跟蹤的影響,他從理論上比較透徹地分析出雷達跟蹤天線在俯仰方向上大起大落的變化規律,為了驗證他對很低仰角多路徑效應分析的正確性,他組織了外場試驗,取得了理論與實踐一致的結果,並找到了飛彈從起飛時跟蹤不丟失目標的措施和條件。又為了求出雷達回波信號數字傅立葉變換速度——加速度模糊函式解析解,他刻苦鑽研,最後運用數論的方法得到了滿意的結果。“101”雷達的研製過程極大地磨練了他在逆境中自強不息的奮鬥精神。1978年“101”雷達獲全國科學大會重大科技成果獎,他還當選為北京市人大代表。

1980年,用於對東方紅二號地球靜止軌道通信衛星測控的統一微波測控系統(450工程),進入關鍵研製時刻,為了加強技術力量,航天部調他任450辦公室副主任兼450工程副總設計師,協助專家任新民、陳芳允等做系統總體工作,後期任總設計師,技術上主管並親自參加總體設計。他深入實際進行多項技術攻關,圓滿完成校飛試驗,從根本上扭轉了工程研製的被動局面。他在實現450-1在45000千米範圍內對高速目標快速可靠捕獲跟蹤,精確測定衛星軌道和上行信道對衛星的可靠控制上解決了五項大的技術難題。

該工程在無全球測控網支持下,國內用單站測控通信衛星進入地球靜止軌道,引起國際宇航界震驚,他在夏威夷向國際宇航專家介紹該系統時反應強烈。為此,他作為主要參加人獲國家科技進步特等獎。

我國地球靜止軌道氣象衛星指令與數據獲取站的研製成功,又一次集中地反映了童鎧在我國航天技術上的成就和他所做出的卓越貢獻。該站是中國空間技術研究院於1988年年底和中國氣象局簽訂的契約,也是空間技術研究院承包的第一個大型衛星套用項目。該站集遙感圖像接收與實時處理,多種雲圖廣播與數據通信,以及對衛星跟蹤、多站測距定軌、遙測、遙控等多種功能於一體,多載波體制工作的大型綜合站,是繼美國、日本、和歐洲之後的具有國際先進水平的第四大站。

童鎧任該工程總設計師,主持了方案設計和研製的全過程。在國產化研製進程中,關係到CDAS成敗的核心設備——同步數據緩衝器(C/DB),技術新,難度大,國內無技術儲備,國外專利保密。童鎧在整個工程尚未開始之前就組織技術人員討論,S/DB的基本工作原理和技術難點,尋找創新的思路,發揮集體的智慧,制定出“先緩衝存儲後重新採樣”的獨創的全新方案,先於全工程開展技術關鍵攻關,它使等角度重採樣的處理時間由33.3毫秒(原始雲圖期間)擴展為600毫秒(全衛星自旋周期),成功地實現了用軟體方法替代昂貴的高速硬體電路,並顯著提高了等角度重採樣的插值運算精度和處理靈活性。CDAS站還創造了幾項先進記錄:首次在國內採用對衛星進行三點長基線測距定位方式,達到了國內當時最高的確定衛星軌道位置的精度,建立了國內第一套S波段大功率天線發射系統;在國內首次建立數據收集平台系統。全站高度自動化運行,他深入分機解決一系列技術難題。經過長期成功接收和處理日本氣象衛星雲圖的運行考驗,處理圖像質量優越,誤碼率低於10-7。1997年風雲二號衛星一經發射入軌,CDAS站一次開通成功,立即接收和處理出高質量的風雲二號衛星雲圖。

運行的實踐證明該站達到90年代國際先進水平。以DS站和童鎧的出色工作受到用戶單位專家極高的評價。

衛星導航系統在軍事、國民經濟等各部門具有重要的作用,已成為重要的基礎設施,世界主要大國和地區不惜巨資發展全球導航衛星系統,俄美已經建成,歐洲也即將組建他們自己的系統,我國限於當時的國力和技術水平,為滿足軍事上的急需,採取先發展與衛星移動數據相結合的雙地球靜止衛星的簡易導航系統。為了解決國家立項的問題,童鎧指導完成了星地大系統技術經濟可行的總體方案論證,突破了關係系統全局的雙星定位人站信號快速捕獲技術難題,實現1024×6位偽碼中、視頻積累,在-22分貝信噪比(即信號比噪聲功率弱300倍)下實時捕獲突髮長偽碼信號,專家鑑定達國際領先水平。此外他還指導研究生和課題組完成了一系列關鍵課題,為獲國家立項轉入工程研製打下了重要的基礎,對此工程起到了開拓作用。1995年又指導研究生首創研製成功全數字式用戶接收機,解決了在低信噪比下用序貫檢測法快速捕獲跟蹤偽隨機碼難題。目前,童鎧作為該工程套用系統的總設計師,正在為兩顆導航衛星入軌後建成我國的衛星導航系統與測繪局的同志一起努力奮鬥。

不斷發展的國際戰略防禦形勢,對我國未來的衛星導航系統提出了新的要求。童鎧院士受航天科技集團和中國空間技術研究院的委託,完成了我國第二代衛星導航系統的發展途徑與方案可行性論證工作。

以童鎧為主,由中國工程院和科學院的多名院士組成的小組完成了“關於加速發展我國第二代自主導航衛星系統的建議”,經中國工程院信息電子工程學部常委會多次認真研究和中國工程院院務會議審議後上報國務院,受到中央領導的重視。

童鎧在40多年的技術生涯中,主持過多項大型科研項目,在工程的新技術採用上,他敢於大膽創新,他認為只有自己對工程技術融會貫通、成竹在胸,形成正確的概念,才能作出重大技術和管理決策,在工程實施中,多年來他形成了務實求精的工作風格。他非常注重深入基層聽取分機同志的意見,發現技術難題,他總是先聽取有關設計師的意見,從系統角度出發,再從更深的層次觀察存在問題的各種現象,仔細分析試驗數據,摸規律、查電路,找出問題發生的根本原因,然後提出解決的思路和方法,再帶領和指導分機同志實施。例如:在CDAS站S/DB雲圖出現漏行或花道而長期得不到解決的情況下,他經過認真分析,提出了一系列技術措施和建議,從而給分機的同志指出了改進方向。他還曾深入504所解決了窄帶鎖相環不能滿足每行數據信號的獨立快速捕獲解調問題。1980年在450工程中,他帶領總體和分機同志共同攻關,解決了星地雙向頻率捕獲,實現了調相/調相全相參體制,還解決了引導儀用小天線先於大天線捕獲跟蹤同一目標的技術難題。他夜以繼日地工作,累得口吐鮮血,很快圓滿完成了北京校飛試驗,搶在南方雨季前進基地安裝設備,保證了衛星發射任務的按期完成。

在研製工作中他既是戰鬥員又是指揮員,既能將實踐中出現的問題提高到理論高度來解決,又能指導實踐解決具體問題,因此練就了他對專業問題的特殊洞察能力,而身為一名技術帥才,更重要的是他以堅韌頑強的探索精神,正派清新的治學風格,高超的理論水平和為人師表的謙遜態度,影響著周圍的人們,同時吸引了一群年輕技術人才,在工作中他直接培養碩士研究生12名,通過各種工程實踐,他帶出多批技術骨幹,其中許多人已成長為研究員和高級工程師。結合型號任務他陸續發表了50多篇親自撰寫的論文,這些理論著作也是我國航天事業一筆重要的寶貴財富。

簡歷

1931年9月12日 出生於江蘇省泰州市。

1949~1952年 青島山東大學電機系電信組大學本科畢業。

1952~1953年 濟南山東大學工學院無線電教研室助教。

1953~1954年 北京俄專留學生預備部進修。

1954~1955年 上海交通大學電信系進修。

1955~1959年 列寧格勒電信工程學院電信專業副博士。

1959~1961年 西軍電微波通信教研室主任。

1961~1965年 七機部一院12所制導總體室副主任。

1965~1980年 七機部二院23所雷達總體室副主任,高工。

1980~1986年 航天部450辦公室副主任,微波測控工程副總設計師,總設計師。

1981年至現在 任中國電子學會雷達專業委員會委員、中國電子學會會士。

1982年至現在 任中國宇航學會空間飛行器測控委員會委員,副主任委員。

1986~1989年 航天部五院503所所長,研究員,CDAS站總設計師。

1989年至現在 航天部五院科技委常委,副主任。

1990~1995年 國際宇航聯合會安全與救生委員會委員。

1991年至現在 航天部授予有突出貢獻專家,同年享受政府特殊津貼。

1994年至現在 導航衛星套用系統總設計師,中國國際文化交流中心理事會理事。

主要論著

1 童鎧. .1985年“空間開發與套用”國際會議,夏威夷.刊於美國 2童鎧.FFT在解決脈衝都卜勒雷達截獲與跟蹤高速與高加速目標中的套用.1979年電子學會雷達信號處理會議,電子學報,1981(9)

3 童鎧.我國同步通信衛星目標散布橢圓預報及目標捕獲問題.三三一工程技術總結(4)——微波統一載波測控系統.航天科技會議文獻編輯部,1985

4童鎧.中國衛星移動通信系統發展途徑分析.衛星套用,1995 (4):18~20

5 [美]M.A.羅思布拉特著.衛星無線電測定業務和標準.童鎧,陸文福等譯.北京:國防工業出版社,1989

6 童鎧.正弦振盪頻率短期穩定度問題及其測量方法.1963年電子學會全國年會

7童鎧.風雲二號氣象指令與數據獲取站(風雲二號氣象衛星指令數據獲取站專輯).中國空間科學技術,1998,18(3):1~9

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