“数据+物理”双驱动，复旦参与研制的“复遥号”卫星顺利升空

摘要： ...

“3，2，1，点火！”11月11日12时03分，“复遥号”卫星搭载力箭一号遥五运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火升空，顺利进入预定轨道。

“复遥号”卫星发射升空  本文图源：复旦大学

 这是继今年发射“复旦信息星”“复旦一号（澜湄未来星）”后，复旦团队参与研制的第三枚卫星。其核心算法模型由信息科学与工程学院金亚秋院士团队研发，是复旦空天信息领域的又一重要成果。

  “复遥号”卫星发射后，获取的观测数据可实现对全球电离层参数反演，提升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。

澎湃新闻记者从复旦大学方面了解到，“复遥号”卫星由复旦大学与天津云遥宇航科技有限公司联合研制。卫星搭载全球导航卫星系统GNSS（Global Navigation Satellite System）、掩星探测载荷和红外相机。在轨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。

电离层位于地球表面60-1000公里高度，空间大、非均匀、非线性、难预测。电磁波在电离层的传播会产生衰减，使传播路径发生误差。低轨卫星通过接收GNSS的非直线传播电磁波信号，实现对电离层参数的精准测量与反演。电离层研究对空间电磁环境、卫星导航、短波通信、空间天气预报等领域意义重大，过往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1-2km的高分辨率，将电离层预测模型拓展至四维，并考虑从太阳活动到电离层的空间天气耦合机理，弥补当前电离层预测模型的短板。

复旦大学卫星遥感数据接收天线系统

“复遥号”是云遥宇航构建的全球掩星星座中的第25颗卫星，该星座预计明年完成90颗卫星的部署，能够实现对包括高纬度地区在内的全球电离层电子密度数据的覆盖。利用包括我国自主研制的北斗导航卫星在内的各类导航卫星信号，在国际上突破了以往掩星仅限于中低纬度电离层测量的局限。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，尤其为“一带一路”国家提供时间分辨率优于20分钟的实时预报信息，助力提升我国在全球空间天气预测的国际影响力。

澎湃新闻记者了解到，“复遥号”卫星研发过程中，也将人工智能与科学研究深度融合，以AI for Space理念构建模型，基于复旦大学CFFF平台完成测试和验证。全球电离层导航掩星探测物理智能模型基于物理智能的思想，开拓性将物理机理融入AI领域，实现从“单纯数据驱动”向“数据+物理”双驱动的智能模型转变。 

通过复旦大学卫星地面站，团队可实时接收“复遥号”探测数据，构建“卫星-电离层-地面站”的空天信息获取与反演链路。在高质量的电离层数据基础上，模型能够同步进行电离层电子密度四维时空的重构和电离层电子温度的四维时空预测，从而提高对短波通信临界频率的选择和卫星导航参数估计的准确性。

此外模型还引入香农信息论思想，建立太阳电离层耦合机理的机器学习预测模型，可实现太阳极端磁暴情况下电离层参数的短期预测，服务导航、雷达和短波通信等应用需求，支撑卫星星座设计和下一代智能空间天气模型的研发。

“复遥号”卫星研发阶段图

作为我国电磁波物理与空间微波遥感研究领域的领军人物，金亚秋院士几十年致力于电磁波散射、辐射传输与传播、空间微波遥感及对地观测信息技术的研究，提出空天信息智能感知发展新理念。在金亚秋院士创建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研究耕耘十多年，为“复遥号”研制打下坚实基础。学科交叉也是研发团队的另一特色。付海洋团队多年来与信息学院徐丰、王海鹏团队，数学学院程晋、陆帅团队等紧密合作，联合培养学生国际国内多次获奖。

“发展空天信息技术已成为国家战略性的科技任务”。金亚秋院士将继续带领团队，以前沿科学问题为牵引，发挥复旦基础研究优势，为提升我国在空天信息领域的技术水平和应用能力做出更大贡献 。