中国是一个具有悠久和辉煌的天文学历史的国家，然而近代以来，在世界天文学史上，却鲜见中国人的名字和成就。尤其是十年浩劫，使得中国天文学家的视野，也被禁锢在自己头上这块蓝天之内。尽管地球在继续转动，宇宙在照样演化，但中国的天文学事业，却被凝固了几乎有十年。

然而，中国仍拥有一批杰出的天文学家，他们在艰难的条件下，坚持着力所能及的研究工作，并时刻注视着国际天文学界的动向。近十年来，他们终于获得了前所未有的良好条件，迅速缩短着与国际水平的差距。具有一百多年历史的上海天文台，就是一个突出的例子。这座外观平平的天文台，近年来获得了一批具有国际先进水平的科研成果。一九八六年，他们的《地球自转参数归算新研究》获得中科院科技进步一等奖。记者特向这项研究工作中负责激光测卫部分的副台长何妙福研究员，进行了采访。

今年五十二岁的何妙福研究员，一九五八年毕业于南京大学数学天文系。五、六十年代，他在李街（名誉台长）、万籁两位前辈的指导下，从事小行星和变星的观测、研究。一九七九年七月，经叶叔华台长推荐，他赴美国得克萨斯大学轨道力学研究所进修，专攻卫星动力学及其应用，两年后回国，集全力把国外学到的先进东西应用到国内，负责在上海天文台建立起一套人造卫星激光测距工作的完整系统。目前，这一系统在国内是独一无二的，凭借它所取得的多项研究成果均达到国际水平，已成为世界上少数几个激光测距资料的处理中心之一。

何教授首先向我介绍了有关激光测卫技术的知识。他说，人造卫星激光测距技术，是国际上用于天文和地学研究的一项先进技术，发展十分迅速。目前主要是跟踪1976年5月美国发射的激光地球动力学卫星（LAGEOS）。这颗卫星具有轨道高且稳定，形状规则以及面积与质量之比小等特征，因而所受的诸如地球重力异常、大气阻力、太阳辐射压等一类无法精确模型化的摄动影响很小，较易精密定轨、适合于作大地测量和地球动力学研究之用，所以这颗卫星成了全球人卫跟踪站进行激光测距的主要对象。

利用激光测量人造卫星距离的技术，最早出现于六十年代中期。它是从地面测站向卫星发射一束脉冲激光，经过卫星表面的反射器反射回来后，由测站的接收望远镜接收。用精确的原子钟测定激光往返经历的时间，即可推算出卫星的距离。其测距的精度，已由最早的五米左右，提高到现在的厘米级，最好的已能精确到一厘米左右。同时，能进行激光测距的跟踪站也不断增加，现在全球已有三、四十个测站进行经常性的观测，并开展了国际合作。当卫星凌空掠过每个测站时，就能获得成百上千个测距数据，一个月累积下来，可有几十万个观测数据。一九八三年九月到一九八四年十月的国际地球自转主联测期间，全世界几十个跟踪站对卫星进行了密集观测，获得了上百万个观测数据。

地面测站与卫星之间的距离及其变化，蕴含了十分丰富的科学信息，其中包括地球自转参数，即地球自转速率和地极移动的信息。因此，分析和处理长时期积累下来的几百万个观测数据，可以比传统光学技术高上几倍的精度，测定这些参数；并能研究它们变化的精细结构。自转是地球的一种重要运动形式，地球不停地绕自转轴自西向东旋转，各种天体东升西落的现象都是地球自转的反映。长期以来，地球自转被用来作为计量时间的基准，形成了通常所用的时间单位一日。二十世纪以来，天文学的一项重要发现是，确认地球自转速度是不均匀的。到目前为止，人们发现地球自转速度有三种变化：长期减慢、不规则变化和周期变化。此外，地球自转运动还包括自转轴在地球本体内的运动所产生南北两极的漂移就是极移。传统的方法是用中星仪、等高仪等光学仪器来测定和研究地球自转参数，但因为精度较低，不可能分析它们变化的高频部分。地球自转运动的这些变化，与地球的其他各种运动形态有着广泛而深刻的联系。因此，通过高精度人卫激光测距资料的分析，研究地球自转参数的变化细节，对于地球物理、大地测量、地震、地质、气象、海洋和古生物等学科里的许多现象，都有着密切的关系。

何教授说，我国最早开展卫星激光测距是在七十年代初，那时利用中科院上海光学精密机械研究所研制成功的第一代人造卫星激光测距仪跟踪近距卫星，精度已能达到一米左右。1980年这代仪器经改进，测距精度提高到30厘米左右，参加了该年8 ~ 10月国际地球自转短期联测。现安装在佘山观测基地的新一代人造卫星激光测距仪是上海天文台与其他兄弟单位联合奋战十年于1983年研制成的，当年仪器安装调试完毕，立即投入了国际地球自转主联测，在国内首先对LAGEOS进行了成功的观测，测距精度达到15厘米。当时在国际上属中上水平。在有关人员的进一步努力下，1985年底起其测距精度已提高到五厘米左右，进入世界先进行列。所获得的观测资料已被正式用于计算地心坐标和求解地球自转参数。

正是由于上海天文台与其他合作单位许多科技人员的集体智慧，才完成了这项综合激光、光学、精密机械、自动跟踪、卫星预报、数据处理等多学科、高难度，具有广阔应用前景的新技术，为赶上世界先进水平，作出了重要贡献。因此，《LAGEOS卫星高精度激光测距》这项成果获1985年度上海市科技进步一等奖。

何妙福研究员和他的合作者，环绕着上述工作、已先后在国内外发表了二十篇论文报告。发表在《中国科学》上的《地球自转联测期间由LAGEOS卫星求得的EBP序列》一文，通过对国际地球主联测期间LAGEOS激光测距全球性资料的处理，求得了该期间的地球自转参数序列，其真实精度近于十厘米。该工作不但在国内属首次，而且与世界上几个分析中心所作同类工作相比，明显地优于法、英、苏三国的分析中心所得结果，而同被认为国际先进永平的美国得克萨斯大学空间研究中心所得结果的精度相当。激光卫星测距首先要对卫星精密定轨再作预报，这样当卫星飞过天空时激光才能准确无误地打中卫星上的反射器。何妙福的“海潮对STARLETTE卫星的轨道摄动”一文，细致探讨了海潮对卫星轨道的影响，对卫星的精密定轨有实际价值，可得结果被美国、加拿大等学者所引用。从这颗近地卫星的测距资料推算出的1976年10月到1977年1月间的极移值，也被认为是世界上首次成功地利用近地卫星的测距资料推算出较长时期的极移值。

何妙福介绍说，人卫激光测距技术除了上述在天文学上的用途之外还在精密大地测量、军事测绘、地震预报及板块运动检测等方面都有广泛的实用价值。例如，根据相隔遥远甚至洲际测站间的基线变化的精密测定，可推出地球的板块运动和监视断层变化，这在地震长期预报上就很有价值。何妙福及其同事们利用1984年10月上海和西安两跟踪站对LAGEOS卫星的激光联测，测定了这两地的基线长度，其精度优于20厘米，结果已被用作天文大地三角测量网'的有效验核。目前，上海天文台除继续与美国合作外，正着手和日本合作，开展卫星激光联测，配合甚长基线射电干涉联测，测定欧亚板块的局部地壳形变。用激光测卫技术，更可以测定地面点的经纬度和地心坐标，最终建立精密的地面坐标系和大地控制网，从而使传统的地面点定位方法，产生新的变革。何妙福他们也应用LAGEOS卫星的全球激光测距资料测定了上海天文台卫星跟踪站的地心坐标，其精度也好于20厘米。

何妙福告诉记者，目前，国内的武汉、西安、长春、广州、昆明、郑州和北京等地都相继建立了人卫激光测距站，他们正在积极同这些台站通力合作，以尽快形成全国的观测网。国际上对中国同行能这样迅速地跨入世界先进行列，感到十分惊讶和钦佩。今年3月在美国召开的有关国际会议上，确认了上海天文合作为一个全球卫星激光测距资料分析中心的地位，何妙福说，我们要继续提高卫星激光测距和定轨的精度，不断完善我国的观测网。同时，必须加强国内外的合作和学术交流。他最后告诉记者，目标只有一个，为在上海天文台建立一个具有国际先进水平的卫星跟踪站、中国地区数据采集中心以及全球卫星激光测距资料分析中心而努力。