“数据 复旦参与研制的“复遥号”卫星物理双驱动顺利起飞。
"3,2,1,点火!"11月11日12时03分,“复遥号”卫星配备力箭一号遥五运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火起飞,顺利进入预定轨道。
这是复旦团队在今年发射“复旦信息之星”和“复旦一号(澜湄未来之星)”后开发的第三颗卫星。其核心算法模型由信息科学与工程学院金亚秋院士团队开发,是复旦空天信息领域的又一重要成果。
“复遥号”卫星发射后,获得的观测数据可以反映全球电离层参数,提高我国空间天气和电磁环境监测能力,有望为空天信息科学领域带来一系列创新成果。
本报记者从复旦大学了解到,“复遥号”卫星是由复旦大学和天津云遥宇航科技有限公司联合开发的。卫星配备GNSS全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System)、掩星检测负荷及红外摄像头。轨道期间将重点探索构建空间天气电离层新型智能数据同化框架,实现电离层四维时空参数预测。
离线层位于地球表面60-1000公里的高度,空间大,不均匀,非线性,难以预测。电磁波在电离层中的传播会产生衰减,使传播路径产生偏差。通过接收GNSS非直线传播电磁波信号,低轨卫星可以准确地测量和反演电离层参数。在空间电磁环境、卫星导航、短波通信、空间天气预报等方面,电离层研究非常重要,过去的研究集中在二维空间。“复遥号”利用卫星导航掩星观测数据,在垂直方向实现1-2公里的高分辨率,将电离层预测模型扩展到四维,考虑从太阳活动到电离层的空间天气藕合机制,填补当前电离层预测模型的不足。
接收复旦大学卫星遥感数据天线系统
“复遥号”是云遥宇航建造的全球覆盖星座中的第25颗卫星。预计明年将部署90颗卫星,覆盖包括高纬度地区在内的全球电离层电子密度数据。各种导航卫星信号,包括中国自主研发的北斗导航卫星,在国际上突破了过去只测量中低纬度电离层的局限性。该系统将服务于数值天气、磁暴监测、地震预报、海洋预报等领域,特别是为“一带一路”提供时间分辨率优于20分钟的实时预报信息,有助于提高中国在全球空间天气预报方面的国际影响力。
该报记者了解到,在“复遥号”卫星研发过程中,人工智能与科学研究紧密结合,以AI为基础。 for 基于复旦大学CFF平台的Space概念构建模型完成测试和验证。基于物理智能的理念,全球电离层导航掩星检测物理智能模型开拓性地将物理机理融入AI领域,实现从“简单的数据驱动”到“数据驱动” 智能模型的物理“双驱动转换。
通过复旦大学卫星地面站,团队可以实时接收“复遥号”检测数据,构建“卫星-电离层-飞行控制”的天空信息获取和反向链接。在优质电离层数据的基础上,模型可以同步重构电离层电子密度的四维时空,预测电离层电子温度的四维时空,从而提高选择卫星导航参数进行短波通信临界频率的准确性。
此外,该模型还引入了香农信息理论思想,建立了太阳电离层藕合机制的机器学习预测模型,可以满足电离层参数的短期预测、服务导航、雷达、短波通信等应用需求。在太阳极端磁暴的前提下,支持卫星星座设计和下一代智能空间天气模型的研发。
卫星研发阶段的“复遥号”
金亚秋教授作为中国电磁波物理和空间微波遥感研究的领军人物,几十年来一直致力于电磁波透射、辐射传输和传播、空间微波遥感和地面观测信息技术的研究,提出了空间信息智能感知发展的新理念。在金亚秋教授成立的电磁波信息科学教育部重点实验室,付海洋研究员团队在电离层波物理与导航时空定位领域进行了十余年的研究,为“复遥号”的发展奠定了坚实的基础。科目交叉也是R&D团队的另一个特点。多年来,付海洋团队与信息学院徐丰、王海鹏、数学学院程晋、陆帅等密切合作,共同培养学生在国际国内多次获奖。
“发展空天信息技术已经成为国家战略性的科技任务”。金亚秋教授将继续带领团队,充分发挥复旦基础研究的优势,为提高中国在空天信息领域的技术能力和应用能力做出更大贡献。
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