何妙福

何妙福，天文學家，專長天體力學和衛星動力學。率先套用雷射測衛新技術於國內大地測量，獨立地精確測定了地球自轉參數。

基本介紹

• 中文名：何妙福
• 國籍：中國
• 出生地：上海
• 出生日期：1935年10月17日
• 職業：天文學家
• 代表作品：何妙福.歲差在中國的發現及其分析.科技史文集，1978 等

簡介

何妙福，1935年10月17日生於上海市的一個小職員家庭，在家中排行老二。父親何康寧當年在招商局碼頭做倉庫理貨員；母親虞根娣是個不識字的家庭婦女，終日操勞家務。何妙福出生後不到兩年，“八一三”事變爆發，日本侵略軍進攻上海閘北地區，他的家園被毀於炮火之中，其父母分別帶著患麻疹的他和他的

何妙福

哥哥匆忙逃入租界，總算幸免於難。此後他便在日本侵略軍的鐵蹄下度過了童年，亡國奴般的生活在他的幼小心靈里埋下了對日本侵略軍的無比仇恨，盼望早日長大成人，為國驅敵、為振興中華出力。1941年起，何妙福上西成國小；1947年考入市立格致中學，它是一所歷史悠久的名牌學校，使他打下了紮實的數理基礎。在學業上他酷愛數學，課外則喜愛閱讀科普讀物，尤其是有關天文學的，對它產生興趣，於是在1953年中學畢業後報考了南京大學數學天文系。由於父親幾度失業，家境清寒，何妙福全憑獲得各種助學金才避免了失學威脅。高中畢業時他一度曾打算不考大學而早點就業為家庭分憂和照料弟妹們，後在中學老師的鼓勵和父母的支持下，才消除顧慮繼續升學。在南京大學學習期間曾因十二指腸潰瘍病復發出血休學了一年。1956年在向科學進軍的高潮中，他加入了共產主義青年團。

1958年秋，何妙福被分配到中國科學院佘山觀象台（其時隸屬紫金山天文台）任研究實習員，從此在山上過著修道士般清苦寂寞的天文觀測和研究的生活。當時，佘山的條件還很差，交通不便，他每隔一個月才下山回市區家中一次，看望父母，與弟妹們相聚。1958～1966年，他先後在李珩和萬籟的指導下參加“小行星群的普遍攝動計算和軌道改進”、“天琴座RR型變星的自行測定和統計研究”兩個課題。兩位導師言傳身教，使何妙福樹立起堅定的信念：從事天文觀測和研究，就要有獻身精神。在這種精神的鼓舞下，他以山為家，以苦為樂。夜間通宵達旦觀測，白天忙於計算分析。就這樣，何妙福在佘山頂上度過了自己的青春年華。令他興奮不已的是有關上述兩課題的成果：100多顆小行星的新軌道根數為國際天文學聯合會委託前蘇聯理論天文研究所編輯出版的《小行星曆表》所採用；近百顆天琴座RR型變星的自行在質和量兩方面均屬國際同類工作的先進水平。此兩項成果曾先後獲獎。他有6篇有關論文發表，其中關於攝動函式展開問題的研究文章即是他在南京大學易照華老師指導下撰寫的畢業論文，也是他所發表的第一篇論文。1974～1977年他任天文史課題組組長，整理研究祖國古代天文學。1978年提升為助理研究員兼照相天體測量及恆星天文研究室副主任。1979年7月，何妙福作為國家公派的訪問學者赴美國德克薩斯大學奧斯丁分校高等軌道力學研究所進修。這是他連做夢都沒想到的，自然顯得十分激動。兩年進修期間，他在該研究所所長、美國工程院院士B.D.塔普利（Tapley）教授的指導下，集全力專攻衛星動力學及其套用。依靠自己的勤奮努力以及多年從事行星軌道研究方面積累的知識、經驗，他很快掌握了從人造衛星的精密定軌到雷射測衛資料的處理和歸算方法一系列知識。進修快到期，他的美國導師再次挽留他，允諾繼續給予資助；而他在奈及利亞的哥哥（1949年初為躲避國民黨軍隊抽壯丁而外逃）也勸他多呆一些時間，以使在異國他鄉重敘離別多年的手足之情。但他最終選擇了學成歸來，報效祖國，決不辜負黨和人民的信任和期望。1981年7月，他按期從太平洋彼岩返回了上海。在上海天文台他受命籌建衛星動力學研究室，任該新研究室副主任、主任；並於1982年通過了晉升副研究員的考核。1983年9月28日更是何妙福一生難忘的日子，他成為中國共產黨的一員。該室在他的領導下積極投入7435衛星動力測地國家任務中去；在國內率先開展人造衛星雷射觀測和套用研究這一新領域工作；努力建立全球雷射測衛數據處理中心。1983年9月～1984年10月，在葉叔華院士領導下我國有關台站都參加了國際地球自轉主聯測，上海天文台被確認為全球多種觀測資料處理的輔助中心，其中何妙福分工負責全球雷射測衛資料的處理分析。1985年6月他被任命為上海天文台副台長，同年9月被批准為天體測量與天體力學專業博士生導師，1986年6月晉升研究員。1987～1994年主持兩項國際合作研究項目：中日利用EGP衛星的測地研究（屬中日國家級科技合作項目之一）和中國—民主德國用先進的衛星測地方法測算地球自轉參數（屬兩國科學院合作項目之一，1990年中止）。1995～1999年應聘任中國科學院長春人造衛星觀測站客座研究員。40多年科學研究工作中，“鍥而不捨，持之以恆；海闊天空地想，腳踏實地地乾”是他身體力行的人生格言。迄今何妙福同他人合作在天體力學、衛星動力學、空間大地測量學以及天文學史等領域共發表60餘篇論文，出版著作14部、譯作5部；所取得成果獲國家科技進步二等獎1項，省部級科技進步一等獎2項；二、三等獎6項；培養博士生6名、碩士生1名。他又以自己青年時代的深切感受，重視科學普及工作，撰文、著書和演講，向學生和大眾傳播天文知識。

何妙福還曾擔任中國天文學會副理事長兼天體力學專業委員會主任（1989～1992）、國家自然科學基金委天文學科評審組成員、副組長（1988～1993）、《天文學進展》主編（1988～1996）、國際天文學聯合會天體力學和曆書專業委員會科學組織委員（1988～1994和1994～1997）。1986年和1993年曾兩次應邀赴日本短期講學和合作研究。1988年國家人事部授予他“有突出貢獻的中青年專家”稱號，1989年受國務院僑辦和全國僑聯表彰為“全國優秀歸僑、僑眷知識分子”。1991年7月起享受國務院頒發的政府特殊津貼。

簡歷

1935年10月17日 出生於上海市。

1953～1958年 在南京大學數學天文系學習。

1958～1962年 任中國科學院紫金山天文台佘山觀象台研究實習員。

1962～1977年 任中國科學院上海天文台研究實習員，1974年起兼天文學史組組長。

1978～1979年 任中國科學院上海天文台助理研究員兼照相天體測量及恆星天文研究室副主任。

1979～1981年 在美國德克薩斯大學奧斯汀分校高等軌道力學研究所做訪問學者。

1982～1985年 任中國科學院上海天文台衛星動力學研究室副主任、主任。

1985～1993年 任中國科學院上海天文台副台長。

1986～1995年 任中國科學院上海天文台研究員、博士生導師。

1995～1999年 任中國科學院長春人造衛星觀測站客座研究員。

科技成就

提出衛星精密實時預報法

用雷射測量人造衛星的距離之前，事先要對衛星作預報，這樣當衛星飛過天空時雷射束才能準確無誤地打中它。用作雷射靶的衛星的三維位置（包括方向和距離）預報最初由美國史密松天體物理台和戈達德太空中心提供。可是實際經驗表明，按它們的常規預報法所計算出的衛星曆表，除曆元時刻附近外，往往達不到窄發散角的雷射束所要求的衛星位置預報的精度水平。而且低精度的衛星距離的預報也妨害地面上雷射測距儀的信號檢測系統使用恰到好處的甚短的時間窗或距離門，這便是為什麼不能在白天用雷射打中衛星、尤其是高軌道衛星如地面高度達600km的LAGEOS（雷射地球動力學衛星）的主要原因之一。因此為了擴展雷射測衛的時段和實現白天自動跟蹤的目的，迫切需要改進衛星的預報方法。1979年，何妙福在美國基於各測站按照粗略的星曆表一般能在頭幾圈跟蹤到衛星和各測站通常配備有小型電子計算機的實際情況，提出了推廣套用控制論中的卡爾曼濾波器實時處理幾圈單站的雷射測距資料作軌道改進，以精密預報近期內衛星的位置。他還利用LAGEOS的測距模擬資料和真實數據分別對此法作了檢驗。結果表明：套用此法即使處理單站的少數幾圈的觀測數據，可相當精確地預報衛星在此後幾圈的位置。並且由於按照此法建立起來的計算程式可在當時的小型電子計算機上運作，同時保持應有的精度，因此它頗有實用價值，得到廣泛套用。

獨立解算地球自轉參數

1980年8～10月國際地球自轉短期聯測期間，全世界有13 個衛星跟蹤站對STARLETTE衛星進行了雷射測距，觀測到該衛星631次通過，獲得近5萬距離數據。1981年初，在塔普利教授的指導下，何妙福同該教授的博士生R.J.因斯（Eanes）合作立即對這些數據進行了分析處理。最終他們從這顆地面高度不到1000km的近地小衛星的眾多距離資料中推算出那3個月裡極移兩分量，其精度優於傳統光學技術。何妙福回國後把所得結果整理後發表在《中國科學》上。它被認為是世界上首次成功地利用近地衛星的測距資料解算較長時段的極移值。1985年，何妙福及博士生黃珹等利用他們自己建立的SHORDE程式又分析處理了1983年9月到1984年10月國際地球自轉主聯測期間全世界幾十個衛星跟蹤站對LAGEOS 衛星進行密集觀測所獲得的上百萬距離數據壓縮而生成的近47000個標準點的距離數據，解算出該14個月時段里地球自轉參數序列，其實際精度近於10cm。此工作不但在國內屬首次，而且與世界上其他幾個分析中心所作同類工作相比，明顯地優於法、英、蘇三國的分析中心所得結果，而與美國的分析中心所得結果的精度相當。從而何妙福他們獨立解算的結果成為設在巴黎的國際地球自轉服務組織自1988年起採用雷射測衛等新技術取代經典光學技術所求得的地球自轉參數值的重要參考依據之一。

以該工作為主要內容之一的成果“地球自轉參數歸算新研究”，獲1986年中國科學院科技進步一等獎。

論證歲差在中國的發現

地球自轉軸在空間的進動所造成的後果便是二分點（春分、秋分點）或二至點（夏至、冬至點）沿黃道緩慢西退，這叫做“歲差”。歲差的發現無論在中外天文學史上都是件大事，因為它對編制精確的星表和制訂精密的曆法等有差重要影響。在西方，歲差現象是在公元前125年由古希臘天文學家依巴谷（Hipparchus）發現的。而在公元330年前後，我國晉朝的天文學家虞喜也發現了這個現象。那么虞喜是怎樣作出這一重大發現的呢？為何歲差在中國發現落後於西方400年？李約瑟（Joseph Needham）在論及此問題時曾指出：“可是這件事的全部經過迄今還沒有受到足夠的注意。”1975～1977年，何妙福根據查找到的新史料，論證了虞喜是通過觀測冬至日黃昏出現於天空正南方即上中天的星宿發現歲差的。觀測昏、旦、夜關中星曆來是我國古代基本的天文工作。虞喜把自己所作的中星觀測結果與前人的觀測記錄比較，發覺冬至黃昏中星明顯地不一樣了，虞喜明確地把這種變遷歸結為冬至點不斷地西移；並根據唐堯時代（約公元前2400年）到他所處時代相隔2700餘年期間冬至黃昏中星從昴宿變到壁宿相距共53赤道度，推算出50年一度（指中國古度）的赤道歲差值。何妙福分析我國發現歲差較遲的原因有三：①我國古代主要採用赤道坐標系；②晉朝以前測定冬至點宿度的方法較粗略；③“天不變，道亦不變”的形上學宇宙觀的深刻影響，使古代許多天文學家堅持冬至點應萬世不易的觀點。何妙福還指出：公元604年隋朝劉焯在他所編制的《皇極曆》里不但給出了更精確的歲差數值，而且提出了黃道歲差這個更確切的概念。在明末以前，惟有劉焯正確地認識到歲差應沿黃道而不是赤道計算。可惜劉焯的正確概念未為後人所接受。何妙福闡明的上述這些觀點得到了海峽兩岸天文學史家的認同和引用。

主要論著

1 何妙福.歲差在中國的發現及其分析.科技史文集，1978，1：22～30

2 何妙福，楊福民，譚德同，等.上海天文台GEOS-3雷射測距精度的初步估計.科學通報，1982，27（11）：647～677

3 何妙福.推廣的卡爾曼濾波法在衛星精密預報中的套用.天文學報，1982，23（2）：163～174

4 何妙福.Tapley B D，Eanes R J.從衛星STARLETTE的雷射測距推得1980年8～10月的地球自轉參數值.中國科學A輯：1982（7）：636～643

5 何妙福.用於衛星雷射測距數據處理的兩種序貫估算法的比較.宇航學報，1983（1）：37～45

6 何妙福.衛星雷射測距聯測定位的一種方法.測繪學報，1983，12 （1）：30～38

7 何妙福.海潮對STARLETTE衛星軌道的攝動.天文學報，1983，24 （4）：332～341

8 何妙福，楊福民，王小龍，等.上海—西安基線長度的人衛雷射測定.軍事測繪專輯，1986（17）：65～67

9 何妙福，楊福民，譚德同，等.套用LAGEOS衛星的全球雷射測距資料精確測定上海天文台衛星跟蹤站的地心坐標.測繪學報，1986，15 （3）：224～228

10 He M F(何妙福),Huang C(黃珹),Feng C G(馮初剛)et al. A Series of ERP From LAGEOS During the MERI T Campaign. in Feissel M Ed. TAU—IUGG Reports on the MERIT Campaign on Earth Rotation and Reference Systems. Paris: Bureau International deI' Heure, 1986,Part Ⅲ,B103～110

11 He M F(何妙福),Zhu W Y(朱文耀),Feng C G(馮初剛)et al.SHORDE I Progran System and Aplications. Celestial Mechanics,1989, 45:61～64

12 何妙福，張捷.在電子計算機上自動推導伏洛拉群小行星的普遍攝動I.Hansen方法套用.天文學報，1990，31（1）：27～38