科学研究

您所在的位置: 首页» 科学研究

科学研究

科技新锐 | 他为武器装上“慧眼”

“从这条线上能看出光波在雾霾天气下随传输路径的衰减变化……”气象海洋学院90后副教授胡帅,指着电脑屏幕上几条清晰的线段为记者解释道。有了这个电磁波大气传输计算模型,武器就有了一双“慧眼”,可以准确评估各类气候环境影响并提前应对,大大提高了在不同环境下的作战效能。而胡帅在此领域已深耕近十年。

2012年,刚读研的胡帅和导师一起去部队调研,他们发现,我国不少光电侦察及精确制导武器效能深受气象环境影响,某些条件下,甚至会失效。但苦于气象影响效果没有比较准确的评估标准,很多时候也只能“听天由命”。    

这一情况让胡帅深受触动,回到学校,他向导师高太长教授主动请缨,要帮部队解决这一难题。“这个领域很难,目前我国还没有比较系统的研究,相关计算软件也是由国外开发,你准备好了吗?”胡帅坚定地点了点头,在导师和团队的支持下,他成为项目里最年轻的成员,独立负责“电磁波大气环境传输效应”中辐射传输模式板块的研究。

虽然曾获中美两国数学竞赛双料冠军,但对本科期间学习测控专业的胡帅来说,转攻新领域并非易事。当时,国内相关研究极其缺乏,国外只有少数公开代码,没有经验可循,胡帅只能“摸着石头过河”。

他在实验室的小角落里“安了家”,通宵达旦钻研文献和书籍,逐行研读代码,反复批注,直到把理论框架完全弄懂。就当大家以为他会采用这些国际公开的源代码完成工作时,胡帅做了一个大胆的决定——推倒重来。    

“要补天地之缺,为国防服务”,导师的这句话刻在胡帅心里,从一开始他就下定决心,“要做出自己的东西”。他从头开始学FORTRAN编程,啃深奥的数理知识,一步一步推公式,一行一行写代码。从基本物理原理到数学计算模型,再到工程实现,胡帅边学边做,边做边学。    

终于,经过1000多个日夜攻坚,一套完全拥有独立知识产权的“中国代码”横空问世,胡帅成功研制出一套我国自主知识产权的大气非球形粒子电磁波散射计算模型,为可见光红外大气传输效应模拟提供了有效工具。  

创新之路充满坎坷,胡帅的研究之路也走得非常孤独。经常费心费力推了好几天的公式和代码,因为其中一个数字或一个符号的差错而功亏一篑。“这也让我更严谨、更细致。”在胡帅看来,这种磨炼反而帮他实现了向更高领域的进阶。

一次,在做大气模拟实验时,他发现不管是国内还是国外,已有辐射传输模式对大气折射过程都考虑的不多。“大气折射效应对辐射模式有怎样的影响?”问号在他心头徘徊。小组研讨会上,胡帅抛出问题。很多人认为这个因素影响很小,可以忽略,但胡帅却不想放过任何一点疑虑。    

会后,他再次扎进书海,将所有涉及大气折射的文献都“啃”了个遍。反复实验验证哪些情况下这一因素可以忽略,哪些情况下这一因素必须考虑。

经过不断模拟研究,他发现,在晨昏时段真实大气中折射效应很强,应用在大气背景辐射模拟上也是非常重要的变量。这一发现令胡帅兴奋不已,他成功将大气折射引入大气辐射传输过程,构建了考虑地球球形几何和大气折射效应的可见光/红外波段的偏振辐射传输模式,实现了晨昏时段、低太阳高度角条件下大气背景辐射的准确计算,提升光电武器从大气背景中捕捉目标的能力。

不忘初心,但行孤勇。年仅30岁的胡帅已成为学院最年轻的副教授,入选中国科协青年人才托举工程,获谢义炳青年气象科技奖、全国光学工程学科优秀博士论文……他说:“未来战场瞬息万变,创新就是战斗力,我会继续学习探索,在祖国需要的地方不断冲锋。”