走訪中科院大地測量與地球動力學國家重點實驗室

　　 地球是人類賴以生存的家園，現代人類社會的主要活動需要精確的空間位置信息。地球也是一顆高度動態演化著的行星，地震、火山、滑坡、冰川消融、海平面升高等現象是地球運動的明證，同時也對社會發展造成顯著的影響。

　　中國科學院測量與地球物理研究所有這樣一個實驗室，致力于研究現今地球運動狀態及動力學過程，為現代社會各類活動提供高度動態地球系統中的精準空間位置信息。該實驗室的名字叫大地測量與地球動力學國家重點實驗室。

　　在幾代科技工作者辛勤努力的基礎上，實驗室面向航空航天、地震、環境災害減災等國家重大需求，瞄準圈層相互作用科學前沿問題，開展基礎與應用基礎研究。

　　服務國家需求

　　“實驗室圍繞‘地球系統過程與資源、環境和災害效應’等科學前沿問題，以地球系統動力過程為主線，利用現代大地測量技術和數值模擬方法，開展地球動力學過程的數值模擬研究，揭示地球各圈層相互作用的動力學機制。”大地測量與地球動力學國家重點實驗室主任倪四道告訴《中國科學報》記者。

　　大地測量與地球動力學國家重點實驗室成立于2011年10月，其前身是中科院動力大地測量學重點實驗室，實驗室的研究始終面向國家發展與建設中的重大戰略需求，曾經為我國第一顆人造衛星上天、第一顆遠程導彈發射提供重要的測繪保障，受到中共中央、國務院和中央軍委的表彰嘉獎。

　　近年來，大地測量與地球動力學國家重點實驗室先后承擔了我國載人航天和北斗導航系統建設等系列國家重大航空航天計劃相關任務，獲得了軍隊科技進步獎、國家科技進步獎，解決了國家經濟建設和國防建設中一系列與大地測量相關的關鍵理論及技術難題。

　　實驗室在基礎研究領域開展了卓有成效的工作，針對地球局部和整體運動、地球內部結構和圈層相互作用等前沿領域重大科學問題開展了系統研究，實驗室在國內率先開展固體潮的觀測和理論研究，出版了國內第一部《固體潮》專著。實驗室還建立了作為國際地潮基準之一的武昌潮汐基準站和中國第一條地潮剖面。

　　同時，實驗室在國內率先開展了地球重力場模型研究，完成了我國首個顧及我國重力資料的全球重力場模型（14階），并第一個給出我國360階地球重力場模型。實驗室還在國際上首次提出擬穩平差的概念，發展了測量數據處理的抗差估計理論，《誤差理論》專著已成為我國測繪界的經典文獻。

　　此外，實驗室自主研制了我國第一臺海洋重力儀；在空間大地測量領域，實驗室在國內率先開展了GPS、衛星測高、衛星重力等理論研究，出版了國內第一部GPS專著《精密GPS測地系統原理》和第一部衛星測高專著《衛星測高原理》。

　　特色與成績

　　成立以來，實驗室申請承擔了多項重大研究項目，包括國家“973”項目、“863”課題；國家自然科學基金各類項目，其中有重大科學研究計劃重大專項項目、創新研究群體項目、優青項目等。“在上述國家項目的支持下，實驗室取得了豐碩的研究成果。”倪四道說。

　　2011年，實驗室成功申請為國家重點實驗室后，通過學科凝練，實驗室在四個方面開展重點研究：地球重力場理論、探測與應用；地球系統質量遷移監測與圈層相互作用的動力過程；衛星導航系統精密定位定軌理論與多源大地測量數據的融合；地殼形變與地震大地測量，力爭在大地測量與地球動力學交叉研究領域開展原創性的創新研究。

　　在地球重力場領域，實驗室發展了地球重力場邊值理論、地球外部場的虛擬單層密度的重力場表現理論，提出了一整套高空擾動引力場賦值模式，建立了我國微伽級精度的絕對重力基準和絕對重力網，精度提高了一個量級。

　　在地球系統質量遷移與各圈層相互作用的動力過程領域，實驗室首次提出GRACE（全球重力場模型）聯合GPS分離古冰蓋區水文學和GIA信號的有效途徑，成功分離出北美北歐地區近十年水量趨勢等。

　　在衛星導航領域，實驗室建立了一種北斗全球廣播電離層延遲改正模型及衛星頻率間偏差處理方法，為系統的設計與建設提供了重要參考，順利啟動和推進了實驗室承擔的北斗數據分析中心建設；提出了我國空間站對接、空間機器人繞飛與制導高動態高精度實時相對定位定速方法，解決了天宮一號、神舟八號及后續系列飛船高動態精密定位關鍵理論與方法難題，研制了相關應用軟件系統，并在我國空間站交會對接繞飛等重大任務實施中發揮了關鍵作用。

　　針對國家防震減災的戰略需求，實驗室推進學科交叉，結合大地測量學與地震學形成了地震大地測量這一實驗室新方向，發展了綜合GPS、重力等大地測量和地震學觀測資料研究地震動態破裂過程的理論和方法，為國家地震快速應急響應的災情分布和災情評估系統建設提供了理論依據和技術支持。

　　在汶川地震和蘆山地震中，實驗室為中央辦公廳和國務院辦公廳提交了5份專報，受到國家領導人和國家抗震救災指揮部的高度重視，獲得國家領導人多次批示。

　　未來發展

　　“我們實驗室比較年輕，對現在取得的成績，感到還很不足，需要努力工作，繼續保持之前的良好發展趨勢，立足我們實驗室的學科特色，以國家重大需求和學科前沿為牽引，逐步建成具有自主研發能力和技術創新能力的地球學科研究平臺。”談及未來，倪四道充滿了信心。

　　他告訴記者，通過凝聚多學科研究力量，實驗室將繼續保持其在大地測量學及其與地球動力學交叉領域的理論、研究方法及數值技術等方面的先進性與優勢；通過學科的交叉融合，實驗室將充分發揮實驗室多學科優勢，瞄準大地測量與地球動力學的國際前沿，建立相關的新理論、新原理、新技術和新方法。

　　此外，實驗室積極拓展新的研究領域，充實新的研究內容，完善我國對大地測量與地球動力學的系統性研究；加強現代大地測量新技術的集成，推進新方法、新技術與儀器設備的自主研發。

　　倪四道說：“我們以服務國家目標為宗旨，圍繞我國航空航天、軍事國防和經濟社會發展的重大需求，針對其中與大地測量相關的重大科學和技術問題開展綜合研究，為國家航空航天、軍事測繪、水資源合理規劃利用和地震災害預警及應急響應提供科學支撐。”

　　“人才隊伍的建設和培養，也是我們的一個重要目標。”倪四道最后強調，“為了建成為國際知名的動力大地測量學科研究中心，實驗室需要更多年輕人的加入，共同努力。”