东方红卫星——刘易成领跑多普勒轨道
公众号《计算机六十年》第161篇文章
许多科学问题，都是逐步被人们认识到的。第一位查明真相、提出创新思路的人，就是领跑者，因为有他，才使我们的科学事业与社会快速前进，科学需要领跑者，我们不应当忘记领跑者。
在“东方红”卫星的轨道方案论证中，中科院解决了两个关键问题，轨道测定和轨道倾角，这两个解决方案都是刘易成提出来的，他就是轨道测控的一位重要的领跑者。
第一个方案，关于初轨测定及轨道精化方法，在多普勒频移定轨原理上，创造了微分多站初轨测定和轨道精化方法。
第二个方案，卫星轨道倾角提升到70 度。
刘易成沐浴阳光，尽览大好河山
刘易成很多时间都是在机房中度过的。
在《中国科学院院史》“第一颗人造卫星的方案论证”这一章“跟踪测轨方案”中记载：“中科院代表陈芳允根据中国国情，采纳了数学所刘易成的建议，在报告中提出中国第一颗卫星的无线电跟踪系统以多普勒测速仪为基础，以光学跟踪经纬仪为辅，而在卫星入轨点则以雷达为主，比相干涉仪只做实验的方案。”张劲夫的回忆文章中也有记述。
刘易成说：“1965 年9 月，中科院数学所副所长关肇直找我谈话，说中国的卫星要上马，科学院是技术牵头单位，他让我去做这个工作。”数学所负责卫星工程的轨道组，关肇直、刘易成为正副组长。
1965 年10 月20 日，卫星方案论证会开幕，三十多位专家面对精确测定卫星轨道的难题，42 天的会议，时间过半仍无定论。刘易成心想应该采用“多普勒效应”，通过卫星的运动效应定位。当时，因为没有既成算法，所以在讨论时排在末位。
11 月23日，刘易成反复思考之后，在大会上提出“多普勒观测系统及测轨可能性”的报告，用他的测轨方程能够准确地计算卫星轨道的六个参数。次日，王大珩高兴地宣布，这个办法能行！王大珩是光学专家，曾在英国谢菲尔德大学玻璃制造技术系攻读博士学位，当时已是中科院学部委员，他与陈芳允负责地面设备组。“
我确实下了很多功夫。”刘易成说，“可以说是夜不能眠，梳理自己所有的知识，不断思考。到了会议后期，终于有了灵感，跳出了传统的几何思路，从基本原理出发，导出一组'多站多普勒独立精确测轨方程’，其实真正做出来后就如同把窗户纸捅破，没什么了不起，难就难在原始创意的那个点上，我那方程做得很简单很漂亮。”
刘易成仍掩饰不住成功的喜悦，他知道自己的“精确测轨法”是一个重大创造，解决了卫星测控难题。那次论证会上，“测轨”成了卡脖子问题，争论十分激烈，本来无线电跟踪设备讨论时看好的是脉冲跟踪雷达和比相干涉仪。从设备提供和技术掌握，都难落实，刘易成的方案好似一缕光线射出。
一天吃完晚饭，王大珩突然来找刘易成，问：“多普勒是算速度的，你怎么能算出位置来？”刘易成：“雷达的直接观测量就是卫星的位置，多普勒测到的则是速度在从卫星到观测站连线上的分量，于是，三个多普勒站，可测得三个速度分量，这三个速度分量构成一个速度场；如果设置六个站就可测得两个速度场，只有在卫星实际位置这个点上是重合的，其他地方它都是叉开的，或者方向不一样的。”
王大珩思考着连招呼也没顾上打就走了。刘易成说：“我当时真是高兴极了。他到底是学物理的，他是听进去了。第二天晚饭后，他又特意来找我，他说：'你那个办法能行。’我当时觉得，哎呀，真是遇到知音了。”
1966 年12 月6 日，中科院下达（66）院新研字第0858号绝密文件，决定成立“人造卫星临时大总体组”， 要协调做好“技术抓总”，“通盘考虑人造卫星本体，地面设备等分系统”工作，成员有王耀华、杨家德、钱骥、潘厚任、陈芳允、杨嘉墀、张国富、高庆狮、刘易成、贝时璋。
中科院文件，刘易成名列“人造卫星临时大总体组”。
“临时大总体组”提出研究卫星初轨测定和轨道倾角两个重大、急迫的问题，要制定解决方案。中科院计算所1965 年派出高庆狮参加卫星工程，1966 年，高庆狮和刘启业被派到701 工程处，参加地面测控计算机系统设计，负责控制计算中心及大站计算机设计。之后，刘启业负责大站用717 计算机的系统结构设计。1970 年4 月24 日，我国第一颗人造卫星“东方红一号”发射成功。卫星携带了信标机，地面的引导雷达顺利地接收到微波多普勒频移信号，卫星起飞后14 分16 秒，东风计控中心测试、计算出了卫星的实际初轨。
刘易成提出的测轨方法是成功的，体现了一个科学家的功力、敏锐和责任。刘易成在卫星工作中的第二个重大贡献，就是“改选轨道”，轨道夹角从
42 度改变到70 度，入轨测弧段从近千公里增加到3000 公里，少建一个发射中心，减少上亿元投资，还争取了施工时间。
2004 年2 月，王大珩写了证明：“我很赞成他那个想法，经采纳确为解决轨道测量问题起到积极的作用。卫星轨道倾角的最后确定与轨道测量有紧密的联系，它使侦察卫星得以提前发射和节省了另建发射场的费用。”
卫星顺利上天，全国城乡听到太空中的“东方红”旋律，连夜敲锣打鼓，游行庆祝，鞭炮声在夜空中回响。刘易成此时正在湖北农村的“五七干校”劳动，高兴的是他的成果终获成功；痛心的是，因家庭原因被迫离开“巡天”队伍。
“文革”结束，人世沧桑，刘易成连高级职称都评不上。
《科技日报》和《中国青年报》的记者对他进行专访，把他的事迹发表出来，有的科学家还写了推荐信，可事过境迁，他的正高职称不了了之，院士更无希望。据说科学院未能提上研究员就退休的有两千多人，这不仅牵连到职称评价标准，还有重大项目的科研档案管理与利用问题。
1999 年9 月17 日，《科技日报》机动记者部来了位近70 岁的老人，他自称刘易成，在卫星上天工作中做出过重要贡献，沈英甲主任详细听他讲述了经过。
沈英甲说：“见到刘易成的第二天，1999 年的9 月18 日，在人民大会堂召开表彰'两弹一星’功勋奖章获奖专家大会。台上，23 位专家得到功勋奖章，台下，300 名专家得到了绶带。然而，别说功勋奖章，就是在300 人中也没有刘易成。”
“像刘易成这样做出这么大贡献的人，我们不能忘记他们，我们不能不提出，一个大事业，需要很多前仆后继的人。”他想要有个机会让更多的人知道这件事，知道刘易成。沈英甲给86 岁的王大珩院士打了电话，他说：“噢，我想起来了，是有那件事情，我忘记那个人姓刘还是姓李了，他提出的多普勒测算方法，我很赞成，是这样的，我赞成他那个想法。”
刘易成《测轨法与卫星轨道的选择》
在《请历史记住他们》的书里，“人造卫星篇”中有13 篇回忆文章，其中第6 篇就是刘易成撰写的《测轨法与卫星轨道的选择》，文中刘易成对自己在我国研制第一颗人造卫星工作中所做的贡献，做了详尽描述。
沈英甲读到“两弹一星”的文章，文中提到了刘易成，他找到潘厚任——当年“东方红一号”卫星总体组成员。潘厚任说，刘易成是对“两弹一星”工程做出重要贡献的科学家，“文革”中他的父亲刘少白被诬陷，他被迫离开了卫星工程。
2003 年6 月4 日，笔者看到《中国青年报》记者蔡平写的刘易成事迹，很想知道这位科学家的成长与思考，记者邓琮琮帮助笔者联系上刘易成。
一个夏日的上午，在紫竹院公园，周边都是唱歌、跳舞的人们，刘易成和笔者顺着小径找到安静地方坐下。《毛泽东选集》四卷中，有一篇《关于民族资产阶级和开明绅士问题》的文章，提到两位“开明绅士”，一位是陕甘宁边区的李鼎铭，另一位是晋绥边区的刘少白。毛泽东这样评价刘少白：“在抗日战争和抗日战争以后的困难时期内，曾经给过我们以相当的帮助。”
1946 年，土改中刘少白献出全部房屋地产，其子侄七人全都参加革命，中排右二为刘少白先生，后排左一为刘易成。
刘少白就是刘易成的父亲。抗战爆发，刘少白经王若飞、安子文介绍，加入中国共产党，拿出全部积蓄，动员全县一百多富裕户，义赠抗日捐款六万多银元，以此为基金创办了兴县农业银行（西北农业银行），支持晋西北抗日根据地。
1938 年刘少白去延安，毛泽东、朱德、刘少奇、王若飞、陈云、成仿吾、徐冰等都会见过他。新中国成立了，刘易成到了北京，他自豪地说：“我以同等学力报了北大两个系，物理系、数学系，物理系没录取我，上了数学系。之后又考上留苏研究生，但我喜欢物理，一直追求物理。如愿以偿到了中科院数学研究所理论物理研究室。”
刘易成回访就读过的延安保育小学
1961年10月，周恩来总理在莫斯科中国驻苏使馆接见在苏人员，刘易成为三排左一（戴眼镜者）
六十年代在苏人员合影，一排右三曹经、右六沈琼华、二排右二刘易成。
刘易成和物理学家霍安祥讨论问题
刘易成在听会
2008年10月31日，刘易成在全球定位会议上介绍东方红卫星的轨道测控。
龙新华是第一颗卫星方案论证会时简报组的成员，卫星轨道是个困扰多时的重大问题，他一直记得刘易成的名字。2008 年八九月间，他想起这件事，上网检索看到了写刘易成的那篇专访。他从数学所找到物理所，从物理所找到高能所，找到了刘易成。
龙新华说，当年会议简报中肯定有探讨轨道问题和刘易成提出多普勒测轨法的记载，在领导小组会上张劲夫还点名表扬过他。张劲夫很欣赏有创新的人才，刘易成就是一个，因为他有创新，又解决了大问题。
2008 年8 月的一天，笔者在中关村“第一楼”，又一次见到这位传奇人物，谈话之后，刘易成在炽热的太阳底下，短衣短裤，骑着自行车离去。他精神矍铄，真看不出年龄快到八旬，在都市熙熙攘攘的人流中，有谁会知道这是一位为中国的卫星事业做出过重要贡献的老人呢？
2008年夏天，刘易成老当益壮的出行
刘易成，1930 年6 月8 日生于北京，祖籍山西省兴县。1942年在延安“保育小学”读书，1952 年入北京大学数学力学系，毕业后到中科院数学所理论物理研究室工作，1959 年11 月派往苏联联合原子核研究所（ 杜布纳研究中心）工作四年半，1966 年11 月参与我国卫星系列规划的制定，“文革”中下放农村，1974 年返回中科院转向探测引力波、引力异常和第五种力的实验研究，参与人体科学研究，1990年离休。