宋华：做地下迷宫的探路者

“地下管道惯性定位仪”不受电磁干扰及管线深度的影响，利用地下管线惯性定位、多数据融合和精密测量技术，准确地测量出管线所在位置。该技术填补了国内空白，目前已处于国际领先水平。

随着中国城市的高速发展，地面上高楼耸立，立交桥、高架桥、外环路形成一张张网。而人们常常忽略的是，城市的地下也有一张张由燃气管道、电缆、地铁线等管线组成的网络密布、纵横交错的网。

在过去或者在一些小型城市，这些管线的铺设一般都采取直接将路“扒开”的方式，而这往往会影响到人们的出行，在交通本就拥堵的大型城市，这样的开挖方式更是难以承受的。因此，非开挖技术在管线布设中越来越常见，也就是在不开挖或少开挖地表的情况下进行铺設、探测、维修和更新各种地下管线。

而应用这项技术的前提是施工方手中有一张精确的地下管网地图，否则在施工中就容易挖断已有管线，造成安全事故。遗憾的是，近些年来很多城市发生的管线铺设事故暴露出许多城市手中并没有一张精确的地下管网地图。而运用传统的雷达定位和电磁定位，受到电磁干扰、管线埋深等诸多因素的影响，很难精准测量。

北京零偏科技有限责任公司创始人、北京“海聚工程”入选者宋华博士，研制出的“地下管线惯性定位仪”，很好地解决了这一难题。只要确定了坐标系，机器人带着惯性定位仪在管道里“走”一遭，管线就描绘出来了。地下管道位置的三维数据准确可靠，能精确到1-2分米。

地下管道惯性定位仪不受电磁干扰及管线深度的影响，可对各种材质管线进行测量，不受地面环境影响，利用惯性定位、多数据融合和精密测量技术，准确可靠地获取管线所在位置。该技术填补了国内空白，目前已处于国际领先水平。

由此来看，“地下迷宫的探路者”是对宋华科研工作最好的形容。

本是航天人

宋华出生于江西农村，从小就有一个军人梦。1987年，面临高考的宋华希望能学习与军工相关的专业，在老师的建议下，最终他选择了北京航空航天大学发动机系，专攻热能工程。

热能工程系面向航空航天和新能源领域，主要开展航空发动机领域，以及新型燃料、低排放燃烧等新能源和节能减排领域的人才培养和科学研究工作。每一门专业课都对宋华具有极大的吸引力，想到自己在“研究天上的事儿”，是中国航空航天中的一份子，就从内心里感到自豪。

本科毕业后，宋华被分配至石家庄飞机制造公司机动处，任助理工程师。工作实践中，他觉得相比于热能工程，自动化控制更重要。1997年，阔别母校5年后，宋华又报考了硕士研究生，选报的是自动控制系测控技术专业。毕业后，又一鼓作气报考了博士研究生，专业换成精密仪器及机械。

3段求学经历，3个专业，宋华差不多成了航天通，但他没有就此止步，又进站从事博士后研究，专攻的是控制科学与工程。出站后，留校任教。

在硕士和博士学习期间，他接触到了惯性定位技术。这项多运用于航天、军工领域的技术可以使航天器和导弹不用与外界通信，就能确定自身坐标。相比于卫星定位，这项技术更加机动灵活，不受外界环境影响。

宋华研究了十多年惯性定位，也一直以航天人自居，怎么想起鼓捣“地下管线惯性定位仪”了？这个跨度确实有些大。

“完全是歪打正着，无心插柳柳成荫。”宋华笑着说道。

2002年，上海一家电信公司下属子公司在做非开挖施工时，因地下管线数据有偏差出了几次事故，却始终找不到解决问题的方法。正巧电信公司有位高管毕业于北航，他想起北航有一支飞行器导航定位的团队，于是公司一行人找到了宋华的团队，宋华当时就说，“开什么玩笑？我们是研究航空航天的事儿，怎么能把我带到地下去？”

因此把他们介绍给了研究石油钻井侧斜的团队。但是，石油钻井是直上直下，而管道则是有弧度的，需要的定位技术差异很大。于是电信公司又几次三番来找宋华协商。宋华就想何不试一试呢？

一个长期跟航空航天打交道的人，突然转入研究地下管道的定位技术，凭的是深深的民族责任感和使命感。虽然至今他仍觉得自己是航天人，并以自己能成为航天人而骄傲，但“研究地下管线惯性定位技术，是零的突破，是填补我国的空白，所以，我们责无旁贷。”宋华说。

建立合作后，宋华凭着深厚的航空航天控制技术理论基础，在没有任何参考的条件下，就摸索着做了。经过几年的努力，反复设计、修改，无数次的实验，2006年原理样机通过验收。次年，网络上才出现国外类似产品信息。由于资金问题，项目此后处于缓慢发展中。

转型创业者

因为“心里埋下了一颗地下管线惯性定位的种子”，宋华就想去境外了解一番该领域的研究现状。2003年，他申请前往香港大学交流，在机械工程系任研究助理。2009年，又一次奔赴香港大学，在机械工程系做访问学者。香港大学实验室各方面都很先进，但对地下管线惯性定位并不是很敏感。

2010年，宋华又前往美国路易斯安那州立大学电子与计算机学院，做了一年的访问学者。在美国期间，除了参与学校的科研项目，他大部分时间都在外面“逛”，经常到管线铺设施工现场去看美国工人如何工作，也跑到市场去考察管线设备。但当时的美国还没有“地下管线定位仪”技术。美国地方人稀，历史短，大部分城市地下管线并不复杂，对于管线精确定位技术并没有很强的需求。不像中国的大城市，地下管道可能比地面上的道路还要复杂。

在国外访学的经历，让他认识到自己研发的技术处于世界领先地位，而且最大的市场就在中国。只有回国才能让这项技术得到更好的应用。

2012年，他和团队完成惯性定位仪的产品化，并与南方某公司合作推向市场。2014年8月，为更好地将这项技术推向市场，为城市地下空间的规划、设计和施工提供助力，宋华注册成立了北京零偏科技有限责任公司，专心研制“地下管线惯性定位仪”。

2014年9月，国务院总理李克强在夏季达沃斯论坛上公开发出“大众创业、万众创新”的号召，“双创”一词由此开始走红。几个月后，国家又前所未有地将其写入2015年政府工作报告予以推动。宋华恰好赶上了这一波“双创”浪潮。

公司成立后，很快就得到了政府的大力资助和扶持。2015年，公司获得“北京市留学人员创办企业开办费”资助。2016年，被评为“国家高新技术企业”，荣获“中国创新创业成果奖”和“北京企业评价协会科技创新奖”。2017年，宋华成功入选北京市“海聚工程”。

为何在短短几年，零偏科技和宋华就能取得这样的进展？宋华认为原因是多方面的。他认为一方面要得益于“北京市留学人员创办企业开办费”等一系列政府的资助，让他们可以静下心来进行研发，从而为今后的发展储备了很多技术。

“钱不在于多少，而是对技术的认可，是对创业者很好的促进和支持。拿到这笔钱后，我们做了很多基础工作。也就是在2015年，我们公司储备了很多技术，到2017年就申请了七、八项专利。虽然钱不多，却能让自己沉下心来做技术，还可以买些必需的设备。”

另一方面，宋华认为企业的快速发展还在于公司“零偏”的价值观。宋华笑着解释到：“零偏是惯性导航里的专业术语，也是我研究定位技术追求的目标。我的价值观是对客户、对市场，对技术，都要求零偏。如今，‘零偏’的价值观已落实到方方面面。”

无论从科研角度还是技术方面来说，他都是个完美主义者。对技术精益求精，因为他知道技术就是自己的天下，只有靠技术才能保持自己的先进性。公司成立第三年，宋华团队就成功研制出系列化产品。目前，公司正在研制第四代产品，最小的地下管线惯性定位仪直径只有30多毫米，开创了该领域在全球的先河。

宋华说，“地下管线惯性定位技术得到的是基础数据，其应用领域非常广泛。比如石油管道的腐蚀检测，腐蚀点的位置就可以使用地下管线惯性定位技术获得，方便维修。”

如今，宋华团队研制的地下管线惯性定位仪及相关技术已达到国际领先水平，并已开展超声检测、形变检测等方面的研究，取得了多项专利，为企业下一步的发展奠定了基础。

“有人说我是地下迷宫的探路者，做了这行才知道，地下真的是个迷宫。目前，地下管线测绘方面，英国雷迪公司做的比较好，我的目标就是比他们做的还好，做出自己的民族品牌，为国争光。”

不忘航天情

除了做科研，宋华还不忘本职，依然担任着发动机控制、卫星导航与仿真等课题组的主要负责人，对实现我国发动机弯道超车最为关心。他说：“如果成功了，就能在中国历史上留下重重一笔，弯道超车一旦成功，我们的技术就跟美国平起平坐了。”

这些课题不仅占用大量宝贵时间，也需要投入很大的精力。但宋华毫无怨言，因为他心中有一个航空航天的情怀。

无论参与航空航天课题，还是自己的“地下管线惯性定位仪”研究，都让他真正体会到了自己所做的事儿对国家的意义。他是带着责任感、使命感、家国情怀在做科研。

链接：宋华，博士，高级工程师（教授级），北京零偏科技有限责任公司创始人，北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院副教授，先后在香港大学、美国路易斯安那州立大学做訪问学者。北京“海聚工程”入选者，北京市特聘专家。2015年，获“北京市留学人员创办企业开办费”资助。

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