“科學人生·百年”院士風采

中科院學部成立60多年來，先后選聘產生了1000多名中國科學院院士。包括諾貝爾物理學獎獲得者楊振寧院士，國家最高科學技術獎獲得者吳孟超院士、吳良鏞院士等。“科學強國”欄目將持續刊登這些院士的故事，展現他們的人生風采。

追“星”人陳芳允

陳芳允是一位善于創新、勇于開拓的科學家，他堅持從中國國情出發，走有中國特色的航天測控發展之路。

從導航定位到防災減災，從農林牧漁到交通運輸，北斗系統不斷融入千行百業、應用范圍越來越廣。據中國衛星導航定位協會發布的數據顯示，截至目前，全國具有北斗定位功能的終端產品社會總保有量超過12億臺（套），超過790萬輛道路營運車輛、4.7萬多艘船舶、4萬多輛郵政快遞干線車輛應用北斗系統，搭載國產北斗高精度定位芯片的共享單車投放已突破500萬輛。

北斗不僅是中國的北斗，也是世界的北斗。據悉，北斗目前已在全球一半以上國家得到應用，已成為面向全球用戶提供全天候、全天時、高精度定位、導航與授時服務的重要新型基礎設施。

中國北斗，閃耀蒼穹。其科學頂層設計至關重要，這離不開“兩彈一星”元勛、中國衛星測量與控制技術的奠基人之一陳芳允的智慧和貢獻。

苦練內功，矢志報國

陳芳允1916年出生于浙江省黃巖縣，1934年進入清華大學機械系學習。不過，因為他對物理尤其是新興的電子學科更感興趣，于是在幾位教授的幫助下，在大學二年級時如愿轉到了物理系學習，主攻無線電電子學。1945年，他赴英國留學進修，在考瑟無線電廠研究室從事有關電視接收機圖像質量改進方面的研究，后來轉入曼徹斯特工廠雷達研究室。

“一定要好好學習。我希望你將來不要做大官，要做大事，要在社會上立自己的業績。”?父親陳立信的這句話深刻影響了陳芳允的人生之路。

留英期間，他先后在倫敦和曼徹斯特參與了彩色電視接收機線路與英國第一套海洋雷達的研制與船上試驗工作。雖然身處優渥環境，卻一刻不曾忘記祖國；雖成績過人，卻一刻不敢松懈半分。1948年，陳芳允學成歸國，加入中央研究院生化所，全身心地投入改變中國科學技術面貌的偉大事業，一出手便成功研制出了國內生物電子學方面的第一套電子儀器設備。新中國成立后，陳芳允先后擔任中國科學院電子學所籌備處主任、物理研究所研究室主任等職務，到1953年時，由他負責籌建的中國科學院電子學所已經初具規模。在陳芳允的帶領下，我國科學家1957年成功對蘇聯發射的世界第一顆人造地球衛星進行了無線電測量，同時他和蔡德孚等人研制出的納秒級脈沖采樣示波器在國際展覽會上展出，被評價為“具有國際領先水平”。

1958年5月，隨著毛澤東主席在黨的八屆二中全會上向全黨全國發出號召，發射人造地球衛星正式列入國家科學規劃。也正是從這時起，陳芳允將更大的科研熱情投入到了空間技術領域。1963年，他與同事研制出原子彈爆炸測試用的多道脈沖分析器，該儀器在原子彈的爆炸試驗中發揮了重要作用。1964年，他帶領團隊研制出可在飛機上使用的單脈沖體制雷達，該雷達被廣泛應用于我國的殲擊機之中。

1965年，我國第一顆人造地球衛星研制工作正式啟動，陳芳允擔任了衛星測量控制的總體技術負責人，承擔地面測量控制設備的研制、臺站和中心的建設、軌道計算等方面的艱巨任務。

對他而言，這是一項嶄新的事業。他深知衛星觀測至關重要、責任重大。他所做的工作就好像是科研人員的眼睛和手，要通過地面設備來獲取、調整、指揮和控制在浩瀚宇宙中飛行的衛星。

陳芳允“明知山有虎，偏向虎山行”，提出自己主抓的地面觀測系統要解決“跟得上，抓得住，測得準，報得及時”幾個問題。

要解決這些問題，首先要構建一個包括光學跟蹤系統、無線電跟蹤系統、遙測系統等在內的大型衛星地面觀測系統。為此，陳芳允帶領一批專家，經過一系列調研和論證，歷時近一年時間，起草了一份關于“衛星地面觀測系統方案及分工建議”的報告，經中央批準，中科院專門成立了衛星地面觀測系統管理局。

要保證觀測數據的精確度和準確度，除了需要大量的設備監測，還需要在地面配套布局大量捕捉衛星的測量臺站，為此從炎熱的廣西到寒冷的戈壁，從東南沿海到西部邊陲，陳芳允與其他技術人員一起天南海北實地考察，分別在新化、南寧、昆明、海南設立了4個多普勒測量站。

1970年4月24日是個值得紀念的日子，這一天，中國第一顆人造地球衛星“東方紅一號”發射升空。地面觀測系統很快抓住目標，進行持續跟蹤、測量與計算，及時預報了衛星飛經世界各地的時刻。聽聞喜訊，陳芳允喜極而泣。

大膽設想，奠基北斗

陳芳允是一位善于創新、勇于開拓的科學家，他堅持從中國國情出發，走有中國特色的航天測控發展之路。他說：“我國的科學技術要趕超世界，如果只走別人的老路，一切照搬照抄外國的東西，是行不通的。”

衛星導航定位在國民經濟和國防建設中具有重要應用價值。1958年，美國啟動了世界上第一個衛星定位系統“子午儀衛星定位系統”建設工程。這一信息宛如砸入水面的巨石，激起了包括陳芳允在內的一批航天專家的極大興趣和研究熱情。

上世紀60年代，在陳芳允等多位科學家的強力推動下，我國提出“燈塔計劃”，開始了關于衛星導航十余年的理論研究與潛心研制，最終因技術方案調整、經濟財力不足等原因，未能付諸實施。雖然該計劃最終擱淺，但我國航天人從未停止對衛星導航的探索與追尋，“燈塔”燃起的希望之光，為我國后續衛星導航發展指引著方向。

衛星導航研發需要巨額投入，據悉當時美蘇在該領域的投入都已超過了100億美元，而我國顯然尚不具備這樣的實力。面對現實，陳芳允憑借我國剛剛掌握的地球同步軌道衛星技術，提出了一個創造性的打破傳統的科學設想，即“雙星定位”。

按照空間定位原理，對地球上一個目標點進行定位，至少需要3顆衛星；考慮到時間誤差，精確定位至少需要4顆衛星。美國全球定位系統（GPS）采用的便是四星定位。而為了能夠快、好、省地建成我國的衛星定位系統，陳芳允突發奇思妙想，用兩顆地球同步通信衛星，以衛星與用戶之間的距離為半徑，形成兩個虛擬的球體，其中一個便是用戶的位置，再利用地面中心的計算，形成以地球中心至用戶距離為半徑的第三個虛擬球體，得到準確的位置。為了驗證自己的設想，陳芳允帶著自己的研究小組輾轉新疆、廣西和北京的三地衛星測控站，利用通信衛星空余時間做試驗。每天的凌晨?0?點到?2?點是測試唯一能利用的時段，于是熬夜成了他們的家常便飯。直到1989年9月4日凌晨，“雙星定位系統”首次星地對接演示，成功收到衛星信號，定位精度與美國第一代GPS的定位精度非常接近。

“雙星定位”方案雖然算是在當時國力有限情況下的一個折中做法，但卻以最小的星座、最少的投入、最短的周期，實現了我國衛星導航系統從無到有，為后來的“北斗”衛星導航試驗系統奠定了理論和技術基礎。

陳芳允一生榮譽無數，1985年獲得國家科學技術進步獎特等獎，1999年獲得黨和國家授予的“兩彈一星”功勛獎章。他所著的《無線電電子學新發展》《衛星遙測技術》等，皆為相關領域的扛鼎之作，為學術界所稱頌。此外，他還是促進我國高技術發展“863計劃”的4位倡導者之一。

“竭誠為國興，努力不為私。”“求新服務不愛名，慚愧國人趕超心！”這是陳芳允寫下的詩句，也是他一生的真實寫照。

（本文由《小康》雜志、中國小康網記者劉彥華綜合整理）

（簡介）

人物小檔案

陳芳允

（1916.4.3-2000.4.29）

浙江臺州黃巖人，無線電電子學家，中國衛星測量、控制技術的奠基人之一，“兩彈一星功勛獎章”獲得者，中國科學院院士，中國科學技術大學和國防科技大學教授。他長期從事無線電電子學及電子和空間系統工程的科學研究和開發工作，著有《無線電電子學的新發展》《衛星測控手冊》等，1985年獲國家科技進步獎特等獎，1988年獲國防科技進步獎一等獎，曾促成中國發展高技術的“863計劃”。