图为张云龙（左二）正在与团队成员研究北斗设备测试方案。李 菁 摄
高铁精密测量控制网——高铁建设、运营中至关重要的空间位置基准，全国高铁的每一寸钢轨都基于此获得精确三维坐标。
高精度卫星定位测量系统——构建该基准的“智慧天眼”，持续追踪着控制网点的毫米级位移，以保障全路钢轨坐标精度稳定可靠。
如今，这双“天眼”已在关键技术上实现了质的飞跃——由中国铁路设计集团有限公司测绘地理信息研究院高级工程师张云龙带领的团队，历时7年攻坚克难，成功研发出了自主可控的北斗三代星地融合高精度测量系统。这套系统打破国外技术垄断，为中国高铁精密测量控制网装上了自己的“智慧天眼”。
破壁：精测系统突破国外技术垄断
2018年7月，张云龙从北京交通大学博士毕业，进入中国铁设测绘院工作。彼时，我国高铁精密测量领域面临着国外卫星定位技术“卡脖子”困境。仪器设备依赖进口，价格高昂、与中国北斗卫星适配性差、面对复杂地形“水土不服”等问题，制约了我国高铁建设的自主性与安全性。
目睹国外技术垄断的弊端，张云龙暗下决心：“一定要让中国铁路在精测领域拥有自己的‘智慧天眼’。”那时，适逢我国北斗三号全球卫星导航系统全面建成，他立刻投身到基于北斗卫星的铁路智能勘测系统研发当中。
研发，从硬件攻关开始。
性能可靠的芯片是硬件装备的核心。为了选出最适配的芯片，张云龙拿出“将板凳坐穿”的韧劲，一头扎进实验室里，一台电脑、一杯水，常常一坐就是一整天。
国内外30余家企业、80余款芯片，他与团队从精度、灵敏度到信噪比、定位时间、抗干扰性，收集数据、测算对比，历时半年，终于找到了“最优解”。如今，市面上但凡“有名有姓”的芯片，张云龙都如数家珍。
提升装备抗干扰能力是硬件优化的另一半。在芯片测评的同时，张云龙带领团队从硬件设计的各环节入手，通过选取最优的外观材料和电子器件材料，设计结构、模具和电路，反复测算、调试，成功掌握了电离层闪烁监测、抑制及抗多径干扰技术。最终研发成功的北斗三代星地融合高精度测量系统，兼具低功耗与长续航特性，抗干扰能力提升30%。
从2022年开始，这项自主创新研发成果迎来实战检验。“传统铁路精密测量网卫星定位接收机受电离层干扰影响，通常只能在特定时段开展测量作业。”张云龙介绍，在潍烟高铁、沈白高铁等国家重点工程中，搭载抗干扰技术的北斗智能测量装备取代进口设备，实现了从固定时段测量到全天候测量的有效突破，测量效率提升20%以上，误差控制在毫米级。
在成功突破硬件技术瓶颈后，张云龙团队将工作重心转向软件生态建设。
“只有硬件装备、没有自主可控的软件支撑，就谈不上真正的技术自主。”张云龙带领团队从底层基线解算算法优化开始，深入高原铁路现场，在零下20摄氏度的严寒中采集数据，分析影响精度的各种干扰因素；在实验室调试代码，分析海量的实测数据，经历了无数次的推翻重构，设计核心架构、训练大气误差补偿智能算法模型……
历时800多个日夜，他们终于成功开发出具有完全自主知识产权的铁路北斗精密测量软件系统，实现了从硬件到软件的全链条技术突破。
“难，很难，但再难也要做，我们必须要摆脱‘卡脖子’技术困境。”张云龙回想起当时软件攻坚的日子坚定地说。
如今，基于北斗卫星导航系统的智能勘测系统已应用于众多铁路建设项目中，从平原到高原、从城市到山区、从“分体式”到“一体化集成”、从“通用模型”到“场景定制”，这项具有完全自主知识产权的技术在一次又一次的优化中实现了跨越式发展，已构建起覆盖勘察设计、施工建设、运营维护全生命周期的“智慧天眼”系统。
量产：监测系统从中国走向世界
“每一个仪器都要调试好、测试好，不要出问题。”张云龙向团队成员何义磊嘱咐道。这些由张云龙团队研发的“星聚智控”北斗监测一体机，在测试完毕后，将被应用在雅万高铁沿线。
这一技术从自用到走向世界，张云龙用了整整7年。
2019年7月，北斗“云—边—端”智能形变监测系统成型，并迅速投入到哈佳铁路路基监测项目当中。同年12月，哈佳铁路路基监测项目遭遇极寒天气，设备软硬件均出现了不同程度的问题。天寒地冻、冷风刺骨，张云龙需要使用的电脑被冻到死机，完全无法工作。他毫不犹豫地将电脑抱在胸前，待其恢复到正常温度后继续进行调试。工作结束后，张云龙的手已经冻得无法打弯，身体也止不住地抖。
“那是我们第一代设备，各方面还不够完善，但在一次次迭代中，设备越来越稳定，效果也越来越好了。”在不断的实践优化中，张云龙的腰板越来越直，底气也越来越足。
京广高铁、襄荆高铁、郑阜高铁、京港高铁……经过数年的不懈努力，如今，北斗“云—边—端”智能形变监测系统已成功应用于众多铁路运营项目中，在全国范围内建立了569个监测站。
不仅如此，第三代产品——“星聚智控”北斗监测一体机已经走出国门，在雅万高铁运营监测中发挥了关键作用。
面对印尼爪哇岛火山岩地质带、热带雨林覆盖区和密集水系等特殊环境，以及赤道附近特有的电离层扰动，该设备凭借独特的抗干扰技术，高效完成了雅万高铁运营测量任务，为雅万高铁区域沉降监测、灾害预警及应急管理提供精准时空信息支撑，让雅万高铁的运营安全稳稳跃上新台阶。
“从中国到世界，自主创新就是底气。与其他品牌相比，我们的系统自主可控可调试，这就是我们的优势。”张云龙自豪地说。
领航：技术与人才共同成长
“新兴技术从哪里突破，行业应用就向哪里发展。”张云龙和他的团队从不拘泥于现有的成绩，不单单满足于产品落地、应用实践这张答卷，更向布局未来、引领行业的高峰发起冲击。
2024年，张云龙牵头筹建iGMAS（国际GNSS监测评估系统）铁路北斗创新应用中心。“iGMAS是我国第一个在联合国框架下发起并主导的科学工程，依托其中轨道、钟差、电离层等前沿技术，我们能够持续攻关北斗/低轨星座统一时空基准等前沿核心理论方法，提升北斗模型精度与产品性能，为铁路行业北斗创新应用提供关键支撑。”他说。
如今，张云龙正带领团队着手于低轨卫星星座增强技术研究、亚米级智能隧道内定位技术研发、“北斗+机器视觉”融合监测创新等前沿研究方向，在前沿技术上发展，在行业应用上突破。
一花独放不是春，百花齐放春满园。
在向前沿技术进发的同时，张云龙不忘关注团队中每位成员的成长。“他会记录下我们团队中每个人的科研难点。张工办公室的大门永远向大家敞开，有问题找张工，他准在。”团队成员胡锦民笑着说。
日复一日的学习钻研、科研攻关，让张云龙的团队成长为中国铁设有名的“不畏难、打硬仗”的科研队伍。7年时间里，张云龙带领团队突破北斗在铁路领域的5项关键技术，研发出3大类智能测量监测装备、发明专利20项、获省部级科技进步奖项8项……近年来，他也迎来了自己的收获期，新时代青年先锋奖、全国青年岗位能手、詹天佑铁道科学技术奖青年奖……
“荣誉是过去的注脚，创新才是永恒的主题。”站在实验室的大屏幕前，张云龙的语气平静而坚定，“国家的需要在哪里，我们的创新就在哪里；行业的痛点在哪里，我们的攻坚就在哪里。这就是中国工程师的初心。”
榜样档案
张云龙
中共党员，中国铁路设计集团有限公司测绘地理信息研究院高级工程师、铁路北斗技术应用中心首席专家，获新时代青年先锋奖、詹天佑铁道科学技术奖青年奖、全国青年岗位能手、铁路青年五四奖章等荣誉。
采访手记
“再难也要做”
谈及基于北斗卫星的铁路智能勘测系统研发，张云龙直言自己也曾心生忧虑：“国外技术垄断像座大山，压得人喘不过气来。”然而，他并没有妥协。从芯片适配到极端环境攻关，从软件迭代到走出国门，他把“再难也要做”的决心融入每次键盘敲击的声响里。
“打破垄断，让中国铁路建设拥有自己的‘智慧天眼’，这就是我的使命。”张云龙朴素的话语里，饱含着一位铁路科技工作者的决心与责任。正因有无数像他一样默默耕耘的铁路科技工作者，中国铁路的自主创新之路才越走越远、越走越广。
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