喜報！風云衛(wèi)星高精度定標與定位技術(shù)團隊榮獲中國青年女科學家獎團隊獎

7月15日，第十七屆中國青年女科學家獎頒獎典禮在北京舉行，中國氣象局風云衛(wèi)星高精度定標與定位技術(shù)團隊（以下簡稱“團隊”）榮獲第十七屆中國青年女科學家獎團隊獎，是獲得該獎項的5個團隊之一。

團隊介紹

衛(wèi)星資料定標與定位，是風云氣象衛(wèi)星定量化應(yīng)用的基石。風云衛(wèi)星高精度定標與定位技術(shù)團隊負責該領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)的攻關(guān)與系統(tǒng)研制任務(wù)。團隊已完成我國新一代極軌和靜止氣象衛(wèi)星的定標定位系統(tǒng)設(shè)計與研發(fā)，攻克了衛(wèi)星高精度輻射與光譜定標、星地一體化圖像定位與配準、衛(wèi)星在軌觀測偏差診斷和訂正、衛(wèi)星全譜段模擬仿真技術(shù)等難題，提升了衛(wèi)星數(shù)據(jù)精度與質(zhì)量，有效支撐了天氣氣候、生態(tài)環(huán)境、防災減災等領(lǐng)域遙感產(chǎn)品的應(yīng)用。

第十七屆中國青年女科學家獎由中華全國婦女聯(lián)合會、中國科學技術(shù)協(xié)會、中國聯(lián)合國教科文組織全國委員會及歐萊雅中國共同舉辦。經(jīng)過評審，共產(chǎn)生中國青年女科學家獎20名，團隊獎5個，還有博士、博士后共5名入選2020年度“未來女科學家計劃”。

衛(wèi)星云圖常在《天氣預報》中與公眾見面，制作這張圖背后的工作卻鮮為人知。給衛(wèi)星定標和定位是制作衛(wèi)星云圖的第一步，也是最基礎(chǔ)的一步，要提高衛(wèi)星資料的定量化應(yīng)用水平，關(guān)鍵在于解決好衛(wèi)星資料的定標和定位問題。曾有多位院士表示，遙感衛(wèi)星的定標問題是提升資料應(yīng)用水平的瓶頸。

圖為頒獎典禮現(xiàn)場，右一為風云衛(wèi)星高精度定標與定位技術(shù)團隊帶頭人漆成莉

此次獲獎，無疑是對衛(wèi)星定標和定位工作者幾十年如一日在毫厘之間“較勁兒”的肯定。

團隊小傳：

在毫厘之間堅守“匠心”

一份選擇 始于熱愛，忠于責任

衛(wèi)星的定標與定位是一項什么樣的工作？

簡單地說，衛(wèi)星觀測的信號值不能直接使用，需轉(zhuǎn)換成一定的物理量才能科學應(yīng)用，這個過程就是定標的過程。而定標又分為輻射定標和幾何定標，輻射定標是把衛(wèi)星觀測的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為地球大氣的輻射量，幾何定標是把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為地球上精確的經(jīng)緯度位置，只有經(jīng)過這樣的轉(zhuǎn)換，衛(wèi)星資料才能應(yīng)用。

為了做好這最基礎(chǔ)也是最關(guān)鍵的一步，一大批科技工作者投身其中，團隊帶頭人漆成莉就是其中一員。1999年，漆成莉還在南京氣象學院（現(xiàn)為南京信息工程大學）農(nóng)業(yè)氣象專業(yè)學習，一次偶然的機會，她在《中國氣象報》上看到一則與風云一號衛(wèi)星相關(guān)的報道，這在她心中埋下了一顆“種子”。大四時，她選修了與遙感相關(guān)的課程，此時的她對氣象衛(wèi)星產(chǎn)生了濃厚興趣，于是她毅然決然地選擇報考氣象衛(wèi)星方向的研究生。從這時起，她就與風云衛(wèi)星結(jié)下了不解之緣。

漆成莉介紹，團隊里每個人最開始選擇這份工作，大部分都源于熱愛，慢慢地轉(zhuǎn)化為一種責任。1986年出生的王靜，是團隊年輕力量代表，在前輩們的引領(lǐng)和熏陶下，如今她也成長為骨干成員?！澳芎瓦@樣一群志同道合的人做自己喜歡的事兒，榮幸之至！”她說。

團隊成員合影

正所謂萬事開頭難，我國風云氣象衛(wèi)星亦是如此。1977年11月，伴隨著改革開放的曙光，我國第一顆氣象衛(wèi)星“風云一號”進入工程研制軌道。經(jīng)過艱苦努力，1988年9月7日，風云一號A星成功發(fā)射，并獲取到第一張衛(wèi)星云圖，引起國際氣象界轟動。然而，由于姿態(tài)控制問題，第一顆風云衛(wèi)星只工作了39天便消失在茫茫太空中。隨后幾顆衛(wèi)星也同樣由于技術(shù)原因，工作時間都不是很長。

慘痛的教訓讓氣象和航天工作者更加警醒。孫家棟、曾慶存、許健民……一代代科研人員，不知攻克了多少技術(shù)難關(guān)，熬過了多少個日日夜夜，風云氣象衛(wèi)星事業(yè)終于迎來柳暗花明：1999年風云一號C星和2004年風云二號C星，成功突破了長壽命穩(wěn)定運行的技術(shù)瓶頸，使我國具備了提供長期連續(xù)業(yè)務(wù)觀測資料的能力。迄今，我國已成功發(fā)射19顆風云系列氣象衛(wèi)星，7顆在軌衛(wèi)星鑄就全球觀測能力，綜合性能達世界先進水平。

漆成莉說：

“我們趕上了一個好時代，踏著無數(shù)前輩用汗水蹚出來的路，將風云氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用到了國際舞臺，我們有責任通過努力將風云氣象衛(wèi)星的效益發(fā)揮到極致，也有義務(wù)將這份榮譽傳承下去。”

人心齊泰山移 她們在毫厘之間追求極致

風云三號和風云四號是我國新一代氣象衛(wèi)星，其升級換代給定標和定位工作帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。國家衛(wèi)星氣象中心充分發(fā)揮集中力量辦大事的優(yōu)勢，將分散在各個處室的定標、定位人員聚合起來，組建了風云衛(wèi)星高精度定標與定位技術(shù)團隊，對關(guān)鍵技術(shù)進行集中攻關(guān)。

團隊共16個人，女性占50%，漆成莉用“細致、嚴謹，鍥而不舍、精益求精”來形容團隊成員。衛(wèi)星定標和定位工作直接關(guān)系到數(shù)據(jù)的精度和穩(wěn)定度，追求完美、極致是可貴的品質(zhì)。以紅外波段定標精度為例，精度從1K（開爾文）到0.5K容易突破，但從0.5K開始，每精細0.1K都特別難，所以她們必須在毫厘之間“較勁兒”，才能達到0.1K的進步。

團隊里每個人都有主攻方向，每個方向都有難啃的“硬骨頭”。商建的主攻方向為主動微波遙感，她認為衛(wèi)星的定標和定位是一個長期攻關(guān)的過程，團隊成員必須對工作保持足夠的投入和忠誠度，并具有很強的合作意識。王玲主攻太陽反射波段定標，她對合作精神感受最深，工作遇到困惑時有人指引，生活中遇到煩惱時能向人傾訴，讓她覺得團隊很溫暖。

可謂“人心齊泰山移”，這些“硬骨頭”在她們鍥而不舍的攻關(guān)中，被逐一擊破。紅外高光譜定標是漆成莉的主攻方向，高光譜儀器的特點是它的各方面性能都優(yōu)于低光譜儀器，并且需要新的技術(shù)做光譜定標，在輻射定標方面，低光譜儀器精度使用要求在1K左右，而高光譜儀器精度必須小于1K甚至在0.5K以內(nèi)。此前，我國這項技術(shù)是一項空白。2012年，漆成莉赴美學習高光譜儀器的定標技術(shù)。2013年，回國后的她與三四位同事組成紅外高光譜定標攻關(guān)團隊，而此時歐美國家紅外高光譜定標團隊的成員多達幾十人，這些技術(shù)往往需要提前十年進行技術(shù)攻關(guān)，當時漆成莉的壓力和難度可想而知。功夫不負有心人，2017年，風云三號D星發(fā)射，漆成莉順利完成了紅外高光譜的定標技術(shù)攻關(guān)并實現(xiàn)應(yīng)用。

團隊成員合影

主動微波遙感的定標與定位也讓商建吃了不少苦頭。2021年7月，風云三號E星發(fā)射，是世界首顆民用晨昏軌道氣象衛(wèi)星，其上有國內(nèi)首個雙頻雙極化風場測量雷達，是風云系列衛(wèi)星上的首個主動探測儀器，對該儀器的定標和定位成為攻關(guān)難題。商建回憶，這項技術(shù)沒有任何參考，只能從各種復雜的問題中抽絲剝繭，逐個擊破，最難的時候，團隊成員們幾個月都以辦公室為家。

經(jīng)過多年攻關(guān)，團隊突破了太陽反射波段星上定標、紅外高光譜輻射和光譜定標、微波在軌及交叉定標、三軸穩(wěn)定靜止衛(wèi)星圖像定位等關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)了我國第二代氣象衛(wèi)星定標和定位核心軟件，紅外和太陽反射波段定標精度分別達到0.2K-1K和5%，極軌衛(wèi)星定位精度達到0.75公里，達到國際先進水平，為中國、“一帶一路”沿線國家和全球數(shù)值預報提供衛(wèi)星資料服務(wù)。

壓力與成就并存 時時被檢驗，時時接受考驗

漆成莉表示，風云氣象衛(wèi)星是“國之重器”，為衛(wèi)星資料定標和定位是一份壓力和成就并存的工作。經(jīng)過她們提供的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，可直接用于國內(nèi)外數(shù)值預報模式以及各項業(yè)務(wù)中，數(shù)據(jù)的精度和穩(wěn)定性要時時被檢驗。

團隊每個人都分管一類衛(wèi)星儀器，她們被稱為儀器負責人。衛(wèi)星上某一個儀器出現(xiàn)任何一點異常，都要反饋給儀器負責人，由儀器負責人進行分析，24小時內(nèi)要和儀器研制方溝通協(xié)商解決方案。在采訪的短短一個小時里，漆成莉的電話響了5次。

“儀器負責人就是做儀器的‘大家長’?！逼岢衫蛘f，做儀器負責人溝通的工作量非常大，比如一顆風云氣象衛(wèi)星有十幾個儀器，每個儀器有不同的研制方，在衛(wèi)星發(fā)射前的兩三年里，需從儀器的指標規(guī)劃、可行性論證，到儀器研制、指標復核，再到衛(wèi)星發(fā)射后各項在軌測試，全鏈條跟蹤提供保障。

此外，團隊還承擔一項非常重要的任務(wù)——風云衛(wèi)星未來規(guī)劃，由于衛(wèi)星工程建設(shè)和維護投入巨大，而且應(yīng)用需要提前研究準備，團隊發(fā)展了風云衛(wèi)星觀測仿真系統(tǒng)，用于模擬和評價衛(wèi)星觀測系統(tǒng)和指標設(shè)計的應(yīng)用效果，目前該系統(tǒng)正在應(yīng)用于我國第三代風云氣象衛(wèi)星——風云五號的規(guī)劃論證。

經(jīng)過多年的拼搏，團隊成員成為衛(wèi)星定標與定位技術(shù)開發(fā)中的中流砥柱，獲得國際和國家級大獎12項、省部級獎項10項，3人入選中國氣象局科技領(lǐng)軍人才。

今年6月，在世界氣象組織執(zhí)行理事會第75次屆會上，中國氣象局黨組書記、局長莊國泰宣布，風云三號E星和風云四號B星的主要數(shù)據(jù)產(chǎn)品將向全球用戶開放合作。

至2025年，我國還將發(fā)射5顆風云氣象衛(wèi)星。漆成莉說，從“新星”的應(yīng)用到未來將發(fā)射的風云氣象衛(wèi)星，團隊將繼續(xù)提高衛(wèi)星定標與定位的精度，攻關(guān)下一代風云氣象衛(wèi)星科學指標論證的5大核心技術(shù)，促使風云氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)達到國際一流水平，衛(wèi)星規(guī)劃達到國際領(lǐng)先。

作者：王美麗 吳彤

圖/視頻：國家衛(wèi)星氣象中心

編輯：大淼

審核：段昊書

來源：中國氣象局微信公眾號