年5月20日，是一个让我永生铭记的日子。这一天，我的导师万卫星先生永远离开了我们，我失去了一位慈祥而睿智的导师，中国少了一位卓越的空间科学与行星物理学家。值此万卫星先生逝世两周年纪，回想起恩师的谆谆教导，我不禁潸然泪下，对于他对科学事业的卓越贡献，我记忆犹新。

年7月，先生生于湖北省天门市。年，先生考入武汉大学空间物理系。年，先生作为中国恢复高考后毕业的第一届大学生，从武汉大学空间物理系电波传播专业本科毕业后进入中国科学院武汉物理研究所工作，师从李钧院士，正式开始了他的科学人生。年李钧院士在出差途中因心脏病突发不幸逝世，先生接过导师留下的重担，开始担任研究室主任，带领团队开拓进取，继续推进电离层学科的发展，并不断取得新的成绩。年，先生获国家杰出青年基金资助。年，中国科学院学科调整，先生带领武汉电离层科学团队，整体调整到中国科学院地质与地球物理研究所，组建新的地磁与空间物理研究室。年，先生当选为中国科学院院士。年，先生带领研究室组建中国科学院电离层空间环境重点实验室。年，实验室与中国科学院地球深部研究重点实验室合并成立新的中国科学院地球与行星物理重点实验室，先生一直都是这些实验室的主任和学科带头人。年，先生团队的研究成果“电离层变化性的驱动过程”获国家自然科学二等奖。年，先生被推选为中国首次火星探测计划首席科学家和中国地球物理学会常务副理事长。年，先生被推选为中国空间科学学会副理事长。先生是第十三届全国人大常委会委员、九三学社第十四届中央委员会委员。诸多荣誉背后是先生丰富多彩的科研历程。

继往开来，空间科学默默的耕耘者

先生是一位学术造诣深厚的空间物理学家，长期从事电离层物理、电离层电波传播、高层大气物理等领域的理论、观测和应用研究，取得了丰硕成果。电离层是从距地面约60km一直延伸到约km的部分电离的高层大气区域，存在大量的自由电子和离子，能显著改变无线电波的传播特性。先生的空间物理研究主要围绕电离层以及作为其中性背景的中高层大气展开。由于物理机制和时空变化的复杂性，研究电离层需要开展实验观测、理论分析和数值模拟等综合性工作。

电离层物理是一门以观测为基础的科学，一方面观测数据是电离层研究的基础；另一方面电离层物理研究也推动着观测技术的发展。先生传承了我国电离层研究的优良传统，一直是我国电离层“自主研究”的倡导者和践行者，十分注重电离层观测技术和实验设施的发展与建设等基础性工作。我国的电离层观测研究始于上世纪30年代，老一辈科学家陈茂康、任之恭、桂质廷和梁百先等做出了一系列杰出的工作。

年，中国科学院地球物理研究所与武汉大学合作在武昌珞珈山建立了武汉电离层观象台。上世纪70年代末，该观象台调整成为中国科学院武汉物理研究所的研究室，李钧院士成为研究室的主任和学术带头人。年，在研究室主任李钧院士不幸突然逝世等困难局面下，先生临危受命，出任研究室主任，并历经十年奋斗将该研究室发展成为当时国内实力最强的电离层研究团队，也同步将武汉电离层观测站发展为一个综合性的空间环境观测台站。

在此期间，先生带领研究室团队建立和发展了多个电离层—中高层大气观测系统和新的电离层诊断分析技术，如：年建立了GPS电离层TEC测量分析系统；年开发了数字测高仪运动剖面和扰动探测模式；年建立了短基线GPS电离层TEC扰动观测网；年建成了全天空无线电流星雷达；年建立了国内第一个电离层TEC现报演示系统。

先生在电离层无线电诊断原理与方法研究方面也取得了丰硕的科学成果。如，先生提出了电离层扰动剖面的高频广义射线反演原理及电离层小尺度不均匀体统计特性剖面的反演原理，并给出多种高精度数值算法；成功地解决了新型数字测高仪的多普勒和到达角频高图的分析方法，是这一领域中的开拓性工作；先生首次提出了适用于非平稳非单一电离层扰动场传播参量的时频分析方法，这一工作首先创造性地导出了电离层扰动的台阵探测、单台站多参量探测以及观测点处于运动状态的短基线GPS电离层扰动探测时的观测方程，在此基础上，引入最大熵谱分析方法和小波分析方法，用于分析非平稳非单一电离层扰动场，提高了探测数据的可用性和精度。

年，根据中国科学院学科整合要求，先生率领电离层研究团队整体调入中国科学院地质与地球物理研究所，并出任地磁与空间物理研究室主任。经过数年时间，该室即成为国际上最重要的空间物理学研究团队之一。在院所支持下，先生的团队整合地质与地球物理所原有的地磁台链（由漠河、北京和三亚三个台站组成）和武汉的电离层观测站，建立了一条覆盖我国南北的空间环境综合观测台链。该台链在观测站布局上，利用在漠河、北京、武汉和三亚的原有台站，通过改造、更新和添置观测设备，形成在我国大陆南北跨度最大、以地球经圈为主线、布局合理的、能对我国空间环境进行综合观测的一条子午台链。

先生带领的团队还在南极中山站和北极黄河站建立相关的电离层和地磁观测设备，从而向南北进一步延伸了该台链。团队综合分析台站位置的地球物理特性，以科学问题为牵引，合理选配观测设备，形成地磁与磁层波动观测、中高层大气观测、电离层结构观测和电离层TEC观测四种可长期连续观测手段为主体的观测链。此外，团队针对我国空间环境地域特性，在我国南部建立电离层VHF相干散射雷达和GNSS电离层闪烁探测手段，加强对我国低纬地区电离层不均匀体的观测研究，还进一步开展了观测仪器的研制工作，于年建成了电离层相干散射/流星双模VHF雷达，年研制成功了PDI敏捷数字电离层测高仪。

该台链在运行管理上，利用现代化的网络通信和计算机技术，开发监控和数据分析处理软件，实现对各观测仪器的远程监控、数据传输和故障处理，并在研究所数据中心实现数据实时处理发布，大大提高了仪器的运行效率。最终，该台链拥有了众多先进设备，探测区域覆盖地球磁场、中高层大气和电离层，为我国空间物理基础研究和空间天气应用服务积累了丰富的观测数据，建成了一个具有国际先进水平的观测研究基地，有力地支撑了我国空间物理学科的发展。

先生还于年率先提出了在电离层低纬地区的我国三亚研制和建设当前国际上最为先进的大型高功率相控阵非相干散射雷达的建议，并在年获得基金委国家重大科学仪器研制项目（部门推荐）支持。该雷达主要用于研究低纬大气层—电离层—磁层耦合、东亚电离层地区特性和我国南部电离层不均匀体与闪烁等重大科学问题。先生带领项目组，对系统方案设计中每一个关键环节进行了反复的分析和评估，从最基本的非相干散射理论到雷达后端信号处理，再到参量反演算法，开展了大量的研究工作。目前，三亚非相干散射雷达已经初步建成，已经于年进行验收。

数值模拟是电离层研究的重要手段，而数值模式是数值模拟的基础。先生在中国电离层模式化领域做出了开创性贡献。电离层模式是对电离层物理的基础研究成果和电离层环境的实验观测成果的总结，是进行电离层物理研究的“核心装备”，也是连接电离层理论与观测和电离层数值天气预报之间的桥梁。

先生在上世纪90年代就认识到电离层模式化的重大意义以及当时国内外现状。经过近20年的努力，先生带领团队先后开发了系列的电离层理论模式，极大地促进了国内的电离层物理研究事业。先生领导开发的电离层/热层耦合模式，标志着国内的电离层模式化研究达到了国际先进水平。先生带领团队进一步把数据同化技术与电离层模式化研究相结合，进一步开拓了国内的电离层现报/预报研究，并创新性地提出研发“数字电离层”技术，从而开展自主的电离层数值预报。

在自主观测数据和自主开发的理论模式的有力支撑下，先生在电离层物理、电离层电波传播、高层大气物理等领域取得了大量的科研成果。如，在电离层—中低层大气耦合领域，先生带领团队依靠自主观测数据和自主开发的理论模式主要做了如下两方面的工作：

对我国电离层结构与扰动进行长期观测，从中发现我国电离层扰动的地域特性，并揭示出大尺度地形地貌是这些特性的重要成因。主要有：利用自主观测资料，发现我国电离层扰动主要有东北、东南两种优势传播方向；改进射线跟踪技术，分析得出这两种扰动的激发源分别位于青藏高原的东南、东北缘的地形突变处；发现扰动源出现率的地理分布及季节变化与青藏高原邻近地区低涡天气事件一致。这一系统性的工作以第一手观测资料揭示出我国电离层扰动的地域特性，为研究与预报提供了一项重要观测基础；并且将电离层扰动与相关气象活动及大尺度地形地貌联系起来，为电离层与其它地球学科的交叉提供了一条创新思路。

对“低纬电离层周期性四波经度结构”这一前沿的科学问题进行了系列研究，并主要基于自主理论模式的数值模拟率先在物理成因方面取得了突破，观测模拟并举，深入揭示了其与大气动力过程的紧密联系。利用卫星及全球地基观测资料，发现了电离层GPS-TEC、电子温度等参量的经度“四波”结构；首次揭示并解释了“四波”的日变化特征：波形向东漂移，速度白天稍慢夜晚较快；系统总结了“四波”的气候学特性：其强度春季弱、夏秋季强、冬季消失，随太阳活动增强略有减弱，在大气层准两年震荡的东风相位期间略有增强。以数据分析和数值模拟首次定量得出了“四波”与大气潮汐DE3模的相关性，从而给出了关于电离层“四波”结构与大气层潮汐关系最有力的直接证据，同时也是“电离层与大气层耦合”的重要证据。

先生还积极将电离层及电波传播的研究成果用于实际应用领域。在某国家专项工程中的“多频信标传播地面试验”项目中，先生组织主攻GPS动态定位原理和算法研究，取得了短基线载波相位动态定位较高精度。先生负责承担了“北斗一号”工程中的电波修正子系统的工程研制任务，他创造性地提出了一种大面积电离层电波传播修正方案，该方案充分利用系统本身的资源，巧妙运用数学模型，高精度、高可靠性地解决了“北斗一号”工程系统的电波修正问题。

在国家项目支持下，先生团队采用统计本征模技术，利用自主观测台链的实时观测数据，建成了我国首个电离层TEC现报系统，并在互联网上（

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