芳華筑夢：“北斗”和地球的高空驛站

孫欣欣

付海洋博士畢業(yè)留影

電離層存在于離地面約50公里到約1000公里高度的地球高層大氣空域，其中存在相當(dāng)多的自由電子和離子，能使無線電波改變傳播速度，發(fā)生折射、反射、散射及吸收，使無線電信號穿透電離層受到延遲，嚴重影響短波通信、導(dǎo)航、定位、時間同步等技術(shù)系統(tǒng)。隨著空間科學(xué)和航天事業(yè)的發(fā)展，電離層領(lǐng)域逐漸成為國內(nèi)外學(xué)者研究的重點。為了減緩電離層對衛(wèi)星導(dǎo)航、通信質(zhì)量等的影響，無數(shù)研究學(xué)者正大展身手，各顯神通，以期找出最完美的解決方法，復(fù)旦大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院副研究員付海洋也是其中一員。

扎根科研 高歌猛進

2002年，付海洋在哈爾濱工業(yè)大學(xué)攻讀熱能與動力機械工程本科專業(yè)，主研航空發(fā)動機與空氣動力學(xué)。大四保送研究生時，她跟隨于達仁教授從事等離子體電推進研究。碩士畢業(yè)后，她前往美國弗吉尼亞理工大學(xué)攻讀博士學(xué)位，進入航空工程與電子工程交叉的空間科學(xué)與工程專注空間等離子體物理方向。2013年，回國后，她加入復(fù)旦大學(xué)電磁波信息科學(xué)教育部重點實驗室。專業(yè)的變更，學(xué)科知識融會貫通，為她的研究工作打下了堅實基礎(chǔ)。得益于在電離層與波傳播領(lǐng)域的科研貢獻，付海洋被授予2017年度國際無線電聯(lián)盟URSI青年科學(xué)家獎。同時，她受邀擔(dān)任第43屆世界空間科學(xué)大會COSPAR2020空間主動實驗Commission C5.1/D4.1科學(xué)副主席。

值得一提的是，世界空間科學(xué)大會COSPAR是國際上空間科學(xué)界規(guī)模最大、最為重要的學(xué)術(shù)會議。付海洋從領(lǐng)域內(nèi)眾多研究學(xué)者中脫穎而出，成為科學(xué)副主席，這代表著其科研成果得到認可，也讓其在國際舞臺中發(fā)出來自中國的空間聲音。她坦言，這是前進的動力也是壓力，如何保持科研引領(lǐng)，做出新高度，她將繼續(xù)向前，在電離層方向不斷深究。

瞄準方向 乘風(fēng)破浪

圍繞空間電離層方向，付海洋開展分支領(lǐng)域研究，其中最廣泛的應(yīng)用是空間導(dǎo)航。付海洋介紹說，空間電離層是高精度空間信息系統(tǒng)面臨的共性關(guān)鍵問題，它可以為空間信息系統(tǒng)的安全可靠運行提供重要保障，因此也是制約著“北斗”導(dǎo)航、通信和雷達等技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素?！叭绻軌虬央婋x層狀態(tài)描述清楚，并進行一些預(yù)測，那么導(dǎo)航準確度問題就能得到改善，同時對全球變化和災(zāi)難監(jiān)測也大有裨益?！?/p>

2019年，復(fù)旦大學(xué)牽頭聯(lián)合千尋位置一起申請并獲批了上海市科技創(chuàng)新高新技術(shù)項目。針對全國電離層實時監(jiān)測任務(wù)，項目將依托我國“北斗”地基增強系統(tǒng)，開發(fā)區(qū)域空間三維電離層精確監(jiān)測與預(yù)報系統(tǒng)，服務(wù)“北斗”地基增強系統(tǒng)的應(yīng)用。

為滿足我國電離層高分辨率四維成像，研究還需要不斷加入新思想、新算法和新理念，進行科研攻關(guān)。為此，她多次和實驗室金亞秋院士及復(fù)旦大學(xué)數(shù)學(xué)系程晉教授進行討論，和同領(lǐng)域科學(xué)家開會交流思路，研究基于大數(shù)據(jù)驅(qū)動機器學(xué)習(xí)電離層智能三維建模和實時預(yù)報算法，并進一步在我國“北斗”地基增強系統(tǒng)進行驗證。欣喜的是，在團隊的共同努力下，項目正在有條不紊地向前推進。

科研之外，付海洋熱愛教育，對人才教育和培養(yǎng)有自己的理解。在她和多方力量的推進下，復(fù)旦大學(xué)與千尋位置打造了新工科空間電磁信息人才培養(yǎng)模式和示范，以期培養(yǎng)以電磁波信息和智能科學(xué)等學(xué)科為基礎(chǔ)，以空間信息和智能系統(tǒng)為方向的復(fù)合型人才。

芳華筑夢，未來可期。今后，她依然會在“北斗”導(dǎo)航應(yīng)用、電離層四維成像及預(yù)報方面繼續(xù)貢獻自己知識和力量。同時，在電離層物理與人工智能融合領(lǐng)域，她也將盡力做出新的突破。