西电团队助“中国天眼”叩问苍穹

xinwen.mobi · 发表于 2025-10-1 10:25:57

在中国天眼（FAST）探索宇宙的征程中，西安电子科技大学的科研团队以多项突破性技术创新，成为这一超级工程背后不可或缺的智慧力量。从核心结构设计到成像技术优化，西电团队用数十年深耕与跨学科协作，为“观天巨眼”装上了精准的“眼睛”与清晰的“视野”。馈源支撑系统：从理论创新到工程突破FAST的核心挑战之一，是如何在500米口径的超大尺度下，实现馈源舱的高精度定位与支撑。1995年，段宝岩院士团队在第三届国际大射电望远镜工作组会议上，首次提出光机电一体化馈源索支撑方案，一举破解了传统设计的瓶颈。当时国际主流方案中，美国阿雷西博望远镜的馈源支撑结构重达1000吨，若按此思路建造FAST，馈源系统重量将逼近万吨，工程成本与实施难度均无法承受。西电团队创新性地用6根柔索替代笨重的钢结构，通过计算机伺服系统实时调整索长，并搭配3台激光测距仪动态校准，将馈源支撑系统重量骤降至30吨，同时克服了结构稳定性难题。这一设计与贵州喀斯特地形利用、主动球反射面技术共同被誉为FAST的“三大创新”，直接推动了工程从构想走向现实。为实现馈源4毫米级的动态定位精度（相当于在10公里外瞄准一枚硬币），团队进一步提出粗精两级调整方案。通过6根悬索完成“粗调”（误差控制在50厘米内），再由舱内的Stewart平台实现“精调”，形成“柔性并联索驱动+刚性并联平台”的复合控制系统。这一设计突破了国际并联机构学研究的空白，建立了完整的逆运动学模型，为FAST捕捉宇宙信号提供了毫米级的精准“瞄准”能力。2017年，该技术凭借原创性优势斩获“中国好设计”金奖，成为中国工程创新的典范。成像技术革新：为“天眼”戴上“高清矫正镜”除了望远镜本体结构，西电团队在对地观测领域的技术突破，也为“天眼”系列的拓展应用提供了核心支撑。2025年，孙光才教授团队历时13年研发的星载SAR多域仿射尺度变换成像理论，攻克了卫星合成孔径雷达成像的“近视散光”难题——传统技术在轨道弯曲、地表曲率等复杂条件下，常出现图像边缘模糊变形，而新理论通过三重创新实现跨越式提升。团队构建高精度三维模型，还原卫星运动与地球曲率的真实几何关系，破除了超大幅宽成像的畸变枷锁；解析卫星与大带宽信号的时空耦合机制，绘制出精准的“信号声谱图”；创新“多域仿射矫正算法”，将全场景散焦信号统一聚焦，使图像边缘清晰度达到国际最高水平。这项技术已成功应用于“巢湖一号”“海丝一号”等卫星，在灾害救援中展现出强大实力。2022年泸定地震时，搭载该技术的卫星穿透厚云层，35分钟内获取高清影像，为堰塞湖风险评估提供关键数据；2023年土耳其强震中，中国卫星影像通过国际救援体系传递灾情，彰显科技外交担当。目前，该技术已服务于国土资源调查、海洋观测等多领域，成为“天眼”技术从深空探测延伸至对地观测的重要桥梁。产学研协同：从科研攻关到人才培育西电与FAST的合作始终坚持“科研与育人并重”。学校不仅组建核心团队深度参与技术攻关，还与贵州射电天文台建立常态化合作机制：聘请FAST台长彭勃为兼职教授，联合培养博士后与非全日制硕士；选派青年教师赴FAST挂职，接收项目员工攻读工程博士；组织学生实地参观实习，邀请工程师担任创新创业导师。这种“双向交流”模式既为超级工程输送了专业人才，也让西电学子在实践中体悟“开拓进取、协同攻关”的科研精神。从1990年代初涉FAST预研，到如今持续输出关键技术，西电团队以跨学科协作（机电控制、信号处理、数学建模等多领域融合）和长期主义精神，诠释了中国高校在国家重大科技工程中的核心价值。这些创新不仅让“中国天眼”看得更远、更清，更为我国航天航空与天文观测领域的技术自主可控奠定了坚实基础，持续助力人类探索宇宙的疆界。

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