从战士到院士
2014-09-10
记者一见到何友院士,就感觉到了他的与众不同:他朴实真诚的话语,依稀可以领略到一位深耕在科技前沿的学者风范;谦恭矜持的举止更让人对这位中国工程院院士顿生敬意。
我是1974年底从吉林磐石县农村入伍当兵的,家中父母亲朋都以务农为生,既无钱也无势。“文革”期间中断了高考,入伍参军成了改变我人生的唯一途径。
参军后我被分配到北海舰队某部当报务员。往常看电影见到报务员头戴耳机,手敲电键发报觉着挺神秘、挺诱人的。但一旦成年累月和“滴滴嗒嗒”摩尔斯电码打交道,就不是那么回事了,单调枯燥的生活又让我开始向往家乡广阔的黑土地和谆朴的乡亲。但我还是强迫自己坚持下来,下决心通过自己的努力来改变现状。随后发生的一件事,则坚定了我献身海防事业的决心,直到今天仍激励着我。
由于我工作出色,被上级抽调到我国的“东方红”号海洋调查船去参加我国东海大陆架的测量工作。但当我们的调查船来到公海上后,很快就遭到他国飞机和舰艇的监视和恶意骚扰。他们就象讨厌的牛虻一样整天围着我们的船转来转去,赶也赶不走。看着那些讨厌的家伙,我心里总在想,如果我们有强大的舰队和先进的飞机,他们还敢这么挑衅吗?作为士兵,再也没有看到祖国权益被侵犯、而自己又无力捍卫所感到更耻辱的事了。我把满腔的愤懑都投入到专业训练上来。1978年4月,我参加海军通信专业大比武夺得单项冠军!
机会总是给有准备之人。1978年赶上了部队恢复高考的机遇,我白天训练,晚上复习,当年8月考上了武汉海军工程学院(现海军工程大学)的指挥控制专业。进入大学,与应届高中生学员相比,劣势显而易见。他们知识系统、基础扎实,特别是英语,我是从ABCD开始学起。四年军校生涯,我放弃了一切休假,到毕业时我的综合成绩已经名列前茅。毕业后,我来到了海军航空工程学院当了一名教员,走上了教书育人的教学岗位。1991年10月,我有幸被派到德国著名数学家高斯的母校——布伦瑞克工业大学进修雷达专业。我的导师是著名的雷达专家,霍尔曼·罗林教授。并在他的指导下从事雷达“恒虚警”的研究。
雷达是依靠发射和接收电磁波来测定特定目标的方位、角度和距离等各种属性的。而在雷达接收的有用信号(能真实反映目标特性的信号)中,总会夹杂着许多无用或有害的雷达信号(如对方反辐射武器对我方雷达出发引导攻击的电磁波),这就好比在大合唱中出现不合谐的音符一样,对雷达的正常工作有迷惑和干扰作用。再说的明确一点就是虚假信号“假情报”,必须把他们处理掉,去伪存真。
干扰信号来源有很多,主要分三类:一是雷达自身工作时的热噪声;二是自然界的地形、地物、人造的各种建筑物,风雨雷电,甚至还有雾霾产生的杂波;三是敌人施放的有源和无源的干扰信号。在这三种复杂干扰源中,尤其是第三类是最严重的。未来的高科技战场是电磁波的战场,是看不见的,但在作战中会时时显现的。要分辨哪些信号是杂波信号,那些是敌方施放的干扰信号和敌方攻击我方的目标信号,必须对雷达信号进行“恒虚警”处理。而“恒虚警率”是指雷达检测系统出现虚警的数学概率恒定。
在德国学习期间,我通过深入的学习比对后发现,原有的一些表现、检测和处理“恒虚警”技术有很大的局限性。用这些方法不能应对在实装操作中所出现复杂虚警现象。有了前进的方向,我就开始了艰难的探索,最后,我搞出了科学合理的数学模型和处理方法,并发表了数篇在国际上有影响的学术论文。我所在的布伦瑞克工业大学将我提出的“恒虚警”方法命名为“何氏方法”。
回国之后,我又提出了3种新的“恒虚警”处理方法,可使我军的雷达信号处理速度提高1倍,而且显著提高了雷达的抗干扰性能和自动化程度。
在一般人看来,既然雷达接收机所收的信号是虚警,那么岂不和雷达的漏警是一样的吗?实际上虚警和漏警是完全不同的现象。虚警是指雷达接收机接收到的信号是有假目标。而漏警则不同,比如原来敌方有10个对我方雷达和目标有伤害的目标(飞机或来袭的导弹),而我方雷达只发现了8个,少了2个,这是雷达的漏警。
回国之后,我在深入“恒虚警”理论和技术实用化的同时,还把很大的精力都放在信息融合技术的研究推广方面。
信息融合是亘古至今生物体所固有的一种本质特征,是生物体环境感知和行动的基础,是生物体生存、进化和发展的基本能力要素。例如,人的大脑就是一个高级的信息融合系统,他通过融合来自视觉、听觉、触觉等传感器的多源信息(其中视觉占83%,听觉占11%,其他占6%),并据此对事物做出正确的判断,为行动提供决策支持。“盲人摸象”就是一个非常典型的例子,由于摸到的部位不同,不同的人得出的结果也有所不向,有的人认为是柱子,有的人认为是蒲扇,还有的人认为是堵墙,只有融合所有人的结果再做出判断,才有可能得出正确的结果,这正是信息融合要解决的问题。由于通过单个传感器信息很难做出准确判断,信息融合系统将不同传感器的多源信息进行融合处理,然后再做出判断,能大大提高决策的准确性。信息融合作为高层次共性关键技术,是世界各军事强国竞相优先发展的国防高新技术之一,被誉为现代信息化作战系统的效能“倍增器”。上世纪90年代美国已将其列为重点研发的20项关键技术,且列为最优先发展的A类。此外,信息融合在经济分析、医学决策、交通管制、智慧城市、智能家庭等民用科技发展中也备受推崇,已渗透到国家运作和人民生活的众多方面。现代高科技战争和战场所有的敌我双方的信息量是极其繁杂的,而且是瞬息万变的,要将这些信息有机交融汇合起来,为我所用就是信息融合需要解决的问题。
近几年我们的团队经过不懈努力,取得了一些成绩,先后主持完成973项目、863项目、国家自然基金项目、国防课题等共计150余项,获国家级奖励6项,军队(省部)级奖励90余项;出版学术专著10部,其中《信息融合理论及应用》荣获第三届国家“三个一百”原创出版工程奖;发表学术论文被三大检索收录300余篇;论文和专著被他引7000余次;授权发明专利35项、软件著作权5项。研究团队于2012年度荣获军队科技创新群体奖和山东省优秀创新团队。