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论坛看点回顾|张可可教授专题报告——为地球磁场“把脉”

论坛看点回顾|张可可教授专题报告——为地球磁场“把脉” 广东空天科技研究院
2026-11-05
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导读:论坛看点回顾 · 空天科技张可可教授专题报告为地球磁场"把脉"目前全球地球磁场观测精度最高的卫星,正是来自中国

论坛看点回顾 · 空天科技


张可可教授专题报告

为地球磁场"把脉"


目前全球地球磁场观测精度最高的卫星,正是来自中国的"澳科一号"。11月2日,在2026大湾区科学论坛空天科技分论坛特邀报告环节,澳门科技大学协理副校长、讲座教授,"澳科一号"卫星首席科学家暨首席科学应用系统总设计师张可可,以《全球最高精度澳门地磁卫星:技术、科学与应用创新突破》为题,系统讲述这颗"太空磁探"从研制、科研到应用的探索历程。

▲ 张可可教授作专题报告

地球磁场:认识地球系统的"钥匙"




张可可介绍,人类居住的地球是一个复杂的耦合圈层系统,由内向外依次是固体内核、液态外核、地幔、岩石圈、海洋、中性大气、电离层与磁层。而地球磁场是唯一能够同时反映地核、地幔、海洋、岩石圈以及电离层与磁层特性的物理场,长期被《科学》杂志列为最具前瞻性的科学问题之一。精确测量地球磁场的时空变化,正是认识地球系统运转与性质的一把关键"钥匙"。



"澳科一号":全球精度之最



2023年5月21日,"澳科一号"卫星A、B双星在酒泉卫星发射中心成功发射。张可可说,这是世界上第一颗低倾角高精度地球磁场测量卫星,也是中国第一颗配备高稳定性光学平台和无磁星敏仪的高精度地磁卫星,目前为全球地球磁场观测精度最高的卫星,预计可在轨服务5至13年。凭借突出成就,“澳科一号”卫星推进地磁模型与导航技术应用成功入选首届粤港澳大湾区十大科技成果新闻。




▲ "澳科一号"报告现场

为何要下大力气测量磁场?



张可可以卫星导航安全为切入点。他提到,2024年3月一架英国专机在加里宁格勒附近空域遭遇持续电子干扰,机上GPS与卫星互联网信号中断约30分钟;如今全球商业航空卫星导航每月受到干扰与欺诈达4万余次,已构成现实的安全隐患。相较之下,地磁导航全球覆盖、全天时全天候、能耗低,属于被动制导,无源、无辐射、不依赖外界信号,隐蔽性好且无法被干扰和欺诈,可作为卫星导航的重要补充与备份,成为当下备受关注的前沿话题。




三重创新突破

围绕"澳科一号",张可可归纳出技术、科学、应用三重创新突破。


技术层面

卫星拥有全球最稳定的光学平台,通过高精度热控与多级绝热设计实现角秒级热变形控制;整星磁洁净度优于0.2纳特,是中国磁洁净度最高的地磁卫星;磁场测量精度达到0.273纳特,代表世界最高水准,其地方时覆盖速度是欧洲Swarm卫星的5倍。        


科学层面

团队首次利用卫星精确数据与人工智能方法,揭示地球外核发电机的三维流场结构,绘制出首个地球发电机三维流场结构图,相关成果发表于《自然》等权威期刊;同时基于高精度感应磁场数据反演麦克斯韦方程组,实现对全球大尺度海洋运动的磁监测。三年来,团队已发表论文100余篇,卫星数据下载次数达24148次,涵盖26个国家和地区。


应用层面

团队建立了独立、自主、可控的"澳门世界地磁模型"(WM³),填补国家急需空白,入选2024年度中国遥感领域十大事件;推出首个地磁场矢量天文融合导航APP并上架华为应用市场;研制出中国首个高精度地磁芯片,实现从"APP下载"到"芯片内置"的跨越。其中,WM³-360X 地磁寻北仪100% 国产化,整体精度较传统国际模型提升5%—10%,计划 2027 年在横琴建立生产线。

▍地磁导航实验室成果

团队建成国内首个地磁导航室内实验室,无人机、无人车的地磁指纹导航误差分别达到5 厘米和3 厘米,并于 2026 年在内蒙古草原首次完成外场实飞验证,实现了从实验室走向外场的关键跨越。

▲ 报告现场



张可可透露,卫星初始燃料52公斤,目前消耗15公斤,预计可在轨运行至2036年,将持续为全球科学研究和应用提供约十年的高精度地磁数据。相关成果还将于2026年12月亮相第十六届中国国际航空航天博览会,这也是澳门首次在航展独立设立展位。




卫星数据应用正进入产业开发的黄金时代,期待以地磁科技为纽带深化粤港澳协同创新,服务国家高水平科技自立自强。


★

张可可

澳⻔科技⼤学协理副校⻓

澳⻔空间技术与应⽤研究院院⻓

“澳科一号”卫星首席科学家、“澳科一号”卫星科学与应用系统总设计师。张可可讲座教授的主要研究领域是地球、行星、空间科学与应用、地磁理论与应用。张可可是中国科学院首届海外评审专家、Fellow of American Geophysical Union, USA(美国)、Fellow of Royal Astronomical Society, UK(英国),2000 年获得中国国家自然科学基金委杰出青年基金(B 类),2013年获得英国皇家天文学会成就奖,2020年获得澳门特区政府科学技术一等奖,2024年入选全球前0.5%顶尖学者榜单。2025年获《国际地磁与空间物理协会》最高科学奖《沈括奖》,以表彰他在地球与行星发电机、地球与行星内核波动理论与澳门科学卫星任务中开展的工作与所取得的成就;此奖每两年授予全球该领域的一位杰出科学家,此次为亚洲科学家首次获得该奖项。2026年,国际空间研究委员会(COSPAR)授予他J. J. Jaw奖,以表彰他三十余年来在行星与空间科学多个领域作出的杰出原创性贡献。


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广东空天科技研究院
广东空天科技研究院(简称广天院)成立于2019年10月12日,是在广州市和南沙区共同支持下建设的广东省高水平创新研究院,院址位于广州市南沙区明珠科学园。
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