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衛(wèi)星云圖常在《天氣預(yù)報(bào)》中與公眾見(jiàn)面，背后的工作卻鮮為人知。給衛(wèi)星定標(biāo)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(biāo)和定位咨詢題。曾有多位院士表示，遙感衛(wèi)星的定標(biāo)咨詢題是提升資料應(yīng)用水平的瓶頸。

中國(guó)氣象局風(fēng)云衛(wèi)星高精度定標(biāo)與定位技術(shù)團(tuán)隊(duì)榮獲第十七屆中國(guó)少年女科學(xué)家獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)，無(wú)疑是對(duì)衛(wèi)星定標(biāo)和定位工作者幾十年如一日在毫厘之間“較勁兒”的確信。

一份選擇——

始于熱愛(ài)，忠于責(zé)任

衛(wèi)星的定標(biāo)與定位是一項(xiàng)什么樣的工作？簡(jiǎn)單地講，衛(wèi)星觀測(cè)的信號(hào)值別能被直截了當(dāng)使用，需轉(zhuǎn)換成一定的物理量才能科學(xué)應(yīng)用，那個(gè)過(guò)程算是定標(biāo)的過(guò)程。而定標(biāo)又分為輻射定標(biāo)和幾何定標(biāo)，輻射定標(biāo)是把衛(wèi)星觀測(cè)的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為地球大氣的輻射量，幾何定標(biāo)是把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為地球上精確的經(jīng)緯度位置，惟獨(dú)通過(guò)如此的轉(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(tuán)隊(duì)帶頭人漆成莉算是其中一員。1999年，漆成莉還在南京氣象學(xué)院（現(xiàn)為南京信息工程大學(xué)）農(nóng)業(yè)氣象專業(yè)學(xué)習(xí)，一次偶然的機(jī)會(huì)，她在《中國(guó)氣象報(bào)》上看到一則與風(fēng)云一號(hào)衛(wèi)星相關(guān)的報(bào)道，這在她心中埋下了一顆“種子”。大四時(shí)，她選修了與遙感相關(guān)的課程，如今的她對(duì)氣象衛(wèi)星產(chǎn)生了濃厚興趣，因此她毅然決然地選擇報(bào)考?xì)庀笮l(wèi)星方向的研究生。從這時(shí)起，她就與風(fēng)云衛(wèi)星結(jié)下了別解之緣。

漆成莉介紹，團(tuán)隊(duì)里每個(gè)人最開(kāi)始選擇這份工作，大部分都源于熱愛(ài)，慢慢地轉(zhuǎn)化為一種責(zé)任。1986年出生的王靜，是團(tuán)隊(duì)的年輕力量代表，此時(shí)她也成長(zhǎng)為骨干成員?！澳芎腿绱艘蝗褐就篮系娜俗鱿矚g的事兒，榮幸之至！”她講。

正所謂萬(wàn)事開(kāi)頭難，我國(guó)風(fēng)云氣象衛(wèi)星亦是這樣。1977年11月，伴隨著改革開(kāi)放的曙光，我國(guó)第一顆氣象衛(wèi)星“風(fēng)云一號(hào)”進(jìn)入工程研制軌道。通過(guò)艱苦努力，1988年9月7日，風(fēng)云一號(hào)A星成功發(fā)射，并獲取到第一張衛(wèi)星云圖，引起國(guó)際氣象界轟動(dòng)。但是，由于姿態(tài)操縱咨詢題，第一顆風(fēng)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)緣故，工作時(shí)刻都別是很長(zhǎng)。

慘痛的教訓(xùn)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，別知攻克了多少技術(shù)難關(guān)，熬過(guò)了多少個(gè)日日夜夜，風(fēng)云氣象衛(wèi)星事業(yè)終于迎來(lái)柳暗花明：1999年風(fēng)云一號(hào)C星和2004年風(fēng)云二號(hào)C星，成功突破了長(zhǎng)壽命穩(wěn)定運(yùn)行的技術(shù)瓶頸，使我國(guó)具備了提供長(zhǎng)期連續(xù)業(yè)務(wù)觀測(cè)資料的能力。迄今，我國(guó)已成功發(fā)射19顆風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星，7顆在軌衛(wèi)星鑄就全球觀測(cè)能力，綜合性能達(dá)世界先進(jìn)水平。

“我們趕上了一個(gè)好時(shí)代，踏著無(wú)數(shù)前輩用汗水蹚出來(lái)的路，將風(fēng)云氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用到了國(guó)際舞臺(tái)，我們有責(zé)任經(jīng)過(guò)努力將風(fēng)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(yù)傳承下去?！逼岢衫蛑v。

人心齊泰山移——

她們?cè)诤晾逯g追求極致

風(fēng)云三號(hào)和風(fēng)云四號(hào)是我國(guó)新一代氣象衛(wèi)星，其升級(jí)換代給定標(biāo)和定位工作帶來(lái)了前所未有的挑戰(zhàn)。國(guó)家衛(wèi)星氣象中心充分發(fā)揮集中力量辦大事的優(yōu)勢(shì)，將分散在各個(gè)處室的定標(biāo)、定位人員聚合起來(lái)，組建了風(fēng)云衛(wèi)星高精度定標(biāo)與定位技術(shù)團(tuán)隊(duì)，對(duì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行集中攻關(guān)。

團(tuán)隊(duì)共16個(gè)人，女性占50%，漆成莉用“細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn)、鍥而別舍、精益求精”來(lái)形容團(tuán)隊(duì)成員。衛(wèi)星定標(biāo)和定位工作直截了當(dāng)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(biāo)精度為例，精度從1K（開(kāi)爾文）到0.5K容易突破，但從0.5K開(kāi)始，每精細(xì)0.1K都非常難，所以她們必須在毫厘之間“較勁兒”，才能達(dá)到0.1K的進(jìn)步。

團(tuán)隊(duì)里每個(gè)人都有主攻方向，每個(gè)方向都有難啃的“硬骨頭”。商建的主攻方向?yàn)橹鲃?dòng)微波遙感，她認(rèn)為衛(wèi)星的定標(biāo)和定位是一個(gè)長(zhǎng)期攻關(guān)的過(guò)程，團(tuán)隊(duì)成員必須對(duì)工作保持足夠的投入和忠誠(chéng)度，并具有很強(qiáng)的合作意識(shí)；王玲主攻太陽(yáng)反射波段定標(biāo)，她對(duì)合作精神感覺(jué)最深，工作遇到困惑時(shí)有人指引，日子中遇到麻煩時(shí)能向人傾訴，讓她覺(jué)得團(tuán)隊(duì)很溫暖。

可謂“人心齊泰山移”，這些“硬骨頭”在她們鍥而別舍的攻關(guān)中，被逐一啃下——

紅外高光譜定標(biāo)是漆成莉的主攻方向，高光譜儀器的特點(diǎn)是它的各方面性能都優(yōu)于低光譜儀器，然而需要新的技術(shù)做光譜定標(biāo)，在輻射定標(biāo)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(guó)這項(xiàng)技術(shù)尚為一片空白。2012年，漆成莉赴美學(xué)習(xí)高光譜儀器的定標(biāo)技術(shù)。2013年，回國(guó)后的她與三四位同事組成紅外高光譜定標(biāo)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，而如今歐美國(guó)家紅外高光譜定標(biāo)團(tuán)隊(duì)的成員多達(dá)幾十人，這些技術(shù)往往需要提早十年進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，當(dāng)時(shí)漆成莉的壓力可想而知。功夫別負(fù)有心人，2017年，風(fēng)云三號(hào)D星發(fā)射，漆成莉順利完成了紅外高光譜的定標(biāo)技術(shù)攻關(guān)并實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。

主動(dòng)微波遙感的定標(biāo)與定位也讓商建吃了別少苦頭。2021年7月，風(fēng)云三號(hào)E星發(fā)射，這是世界首顆民用晨昏軌道氣象衛(wèi)星，其上有國(guó)內(nèi)首個(gè)雙頻雙極化風(fēng)場(chǎng)測(cè)量雷達(dá)，是風(fēng)云系列衛(wèi)星上的首個(gè)主動(dòng)探測(cè)儀器，對(duì)該儀器的定標(biāo)和定位是攻關(guān)的難點(diǎn)。商建回憶，這項(xiàng)技術(shù)沒(méi)有任何參考，只能從各種復(fù)雜的咨詢題中抽絲剝繭，逐個(gè)擊破，最難的時(shí)候，團(tuán)隊(duì)成員幾個(gè)月都以辦公室為家。

通過(guò)多年攻關(guān)，團(tuán)隊(duì)突破了太陽(yáng)反射波段星上定標(biāo)、紅外高光譜輻射和光譜定標(biāo)、微波在軌及交叉定標(biāo)、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(guó)第二代氣象衛(wèi)星定標(biāo)和定位核心軟件，紅外和太陽(yáng)反射波段定標(biāo)精度分不達(dá)到0.2K~1K和5%，極軌衛(wèi)星定位精度為0.75公里，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，為中國(guó)、“一帶一路”沿線國(guó)家和全球數(shù)值預(yù)報(bào)提供衛(wèi)星資料服務(wù)。

壓力與成就并存——

時(shí)時(shí)被檢驗(yàn)，時(shí)時(shí)同意考驗(yàn)

漆成莉表示，風(fēng)云氣象衛(wèi)星是“國(guó)之重器”，為衛(wèi)星資料定標(biāo)和定位是一份壓力和成就并存的工作。她們提供的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，可直截了當(dāng)用于國(guó)內(nèi)外數(shù)值預(yù)報(bào)模式以及各項(xiàng)業(yè)務(wù)中，數(shù)據(jù)的精度和穩(wěn)定性要時(shí)時(shí)被檢驗(yàn)。

團(tuán)隊(duì)每個(gè)人都分管一類衛(wèi)星儀器，她們被稱為儀器負(fù)責(zé)人。衛(wèi)星上某一個(gè)儀器浮現(xiàn)任何一點(diǎn)異常，都要反饋給儀器負(fù)責(zé)人，由儀器負(fù)責(zé)人進(jìn)行分析，并在24小時(shí)內(nèi)和儀器研制方溝通協(xié)商解決方案。在采訪的短短一個(gè)小時(shí)里，漆成莉的電話響了5次。

“儀器負(fù)責(zé)人算是儀器的‘大伙兒長(zhǎng)’。”漆成莉講，儀器負(fù)責(zé)人溝通的工作量特別大，比如一顆風(fēng)云氣象衛(wèi)星有十幾個(gè)儀器，每個(gè)儀器有別同的研制方，在衛(wèi)星發(fā)射前的兩三年里，需從儀器的指標(biāo)規(guī)劃、可行性論證，到儀器研制、指標(biāo)復(fù)核，再到衛(wèi)星發(fā)射后各項(xiàng)在軌測(cè)試，全鏈條跟蹤提供保障。

此外，團(tuán)隊(duì)還承擔(dān)著一項(xiàng)特別重要的任務(wù)——風(fēng)云衛(wèi)星以后規(guī)劃。由于衛(wèi)星工程建設(shè)和維護(hù)投入巨大，而且應(yīng)用需要提早研究準(zhǔn)備，團(tuán)隊(duì)進(jìn)展了風(fēng)云衛(wèi)星觀測(cè)仿真系統(tǒng)，用于模擬和評(píng)價(jià)衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)和指標(biāo)設(shè)計(jì)的應(yīng)用效果，目前該系統(tǒng)正在應(yīng)用于我國(guó)第三代風(fēng)云氣象衛(wèi)星——風(fēng)云五號(hào)的規(guī)劃論證。

通過(guò)多年拼搏，團(tuán)隊(duì)成員成為衛(wèi)星定標(biāo)與定位技術(shù)開(kāi)辟中的中流砥柱，獲得國(guó)際和國(guó)家級(jí)大獎(jiǎng)12項(xiàng)、省部級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)10項(xiàng)，3人入選中國(guó)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(huì)第75次屆會(huì)上，中國(guó)氣象局黨組書(shū)記、局長(zhǎng)莊國(guó)泰宣布，風(fēng)云三號(hào)E星和風(fēng)云四號(hào)B星的要緊數(shù)據(jù)產(chǎn)品將向全球用戶開(kāi)放合作。至2025年，我國(guó)還將發(fā)射5顆風(fēng)云氣象衛(wèi)星。漆成莉講，從“新星”的應(yīng)用到以后將發(fā)射的風(fēng)云氣象衛(wèi)星，團(tuán)隊(duì)將接著提高衛(wèi)星定標(biāo)與定位的精度，攻關(guān)下一代風(fēng)云氣象衛(wèi)星科學(xué)指標(biāo)論證的5大核心技術(shù)，促使風(fēng)云氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)達(dá)到國(guó)際一流水平，衛(wèi)星規(guī)劃達(dá)到國(guó)際率先。

來(lái)源：中國(guó)天氣網(wǎng)