分类: 地球科学 >> 空间物理学 分类: 物理学 >> 地球物理学、天文学和天体物理学 分类: 天文学 >> 星系和宇宙学 提交时间: 2024-06-02
摘要: 近邻宜居行星巡天计划(Closeby Habitable Exoplanet Survey, CHES)采用空间微角秒级别的高精度天体测量技术, 普查太阳系近邻(10 pc内)约100颗FGK等类型恒星, 探测宜居带类地行星或超级地球; 详细普查宜居行星的数目、真实质量和三维轨道等信息, 这将是国际上首次近邻宜居带类地行星的空间探测任务. CHES的有效载荷是一台口径为1.2 m, 视场为0.44°×0.44°, 焦距为36 m的高像质、低畸变、高稳定光学望远镜, 采用同轴三反TMA光学成像系统. 为实现宜居带类地行星探测, CHES任务中的测量精度为1 μas, 是目前国际测量精度最高的空间探测项目. 在空间科学先导专项背景型号项目的支持下, CHES团队深入凝练和论证科学目标, 成功突破了三项关键技术难题: 实现了畸变大视场高像质空间望远镜光学系统技术的重要突破; 突破了10–5pixel级别星间距测量技术; 实现了卫星系统高稳定度姿态控制精度及热控精度的创新. CHES预计发现50颗类地行星, 引领中国空间科学探测技术的跨越式发展.
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-03-10
摘要: 针对风云三号C星微波湿温探测仪(FY-3C/MWHTS)的陆地晴空观测资料,建立了一维变分反演系统,对大气的温湿廓线进行反演。为了更好的描述温湿廓线的相关性,同时减小温度和湿度在反演过程中相互之间的误差传递,提出了使用背景协方差矩阵的联合矩阵和单独矩阵进行组合反演的方法。对于MWHTS模拟亮温和观测亮温之间的偏差,使用逐扫描点的统计回归方法进行校正。选择我国部分陆地区域的晴空观测亮温进行温湿廓线的反演,并利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)再分析数据、美国国家环境预报中心(NCEP)分析数据以及无线电探空观测(RAOB)数据对反演结果进行验证,温湿廓线的反演结果与ECMWF再分析数据验证的最大均方根误差分别是2.59 K和11.87%,与NCEP分析数据验证的最大均方根误差分别是1.88 K和21.50%,与RAOB数据验证的最大均方根误差分别是3.43 K和25.48%,验证结果表明了反演结果的可靠性。另外与国外同类载荷AMSU观测亮温的物理方法和统计方法反演精度进行了对比,结果表明:MWHTS具有较强的湿度廓线以及高空温度廓线的探测能力,且针对MWHTS的观测亮温建立的一维变分反演系统具有较高的反演精度。与NCEP 6小时预报廓线的验证结果表明:反演的湿度廓线可以提高预报廓线的精度。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 分类: 地球科学 >> 海洋科学 提交时间: 2017-03-10
摘要: 在建立雷达高度计海况偏差(Sea State Bias, SSB)非参数模型时,通常会用到局部线性回归(Local Linear Regression, LLR)估计器,而传统的局部线性回归估计器涉及高维矩阵运算,当建模的数据量较大时,估计海况偏差需要大量的时间,从而使得非参数估计方法很难用于高维海况偏差模型。该文提出一种改进的局部线性回归(Improved Local Linear Regression, ILLR)估计器,可以避免传统的LLR估计器所需的高维矩阵运算,在不影响海况偏差估计结果的条件下,将局部线性回归估计器获取加权函数的时间复杂度由降低为,从而大幅地降低估计海况偏差所需的时间,为实现高维非参数海况偏差模型的实时运算奠定了基础。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-03-10
摘要: 为了满足大气微量成分高精度测量需求,要求准确描述星载高光谱大气微量成份探测仪的仪器狭缝函数,针对高光谱大气微量成份探测仪视场大、波段宽、空间分辨率和光谱分辨率高等特点,研制了狭缝函数测量仪。本文首先介绍了狭缝函数测量仪的工作原理,接着利用狭缝函数测量仪可同时实现高分辨率、宽谱段测量的特点,对高光谱大气微量成份探测仪进行全视场的狭缝函数测试,给出仪器狭缝函数特性分布,并对结果进行分析。测试结果表明:高光谱大气微量成份探测仪的狭缝函数特性曲线近似满足高斯分布规律,由于星载大视场成像光谱仪存在光谱弯曲现象,导致边缘视场分辨能力略低于中心视场分辨能力,高光谱大气微量成份探测仪全视场光谱分辨率优于0.6nm。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-03-10
摘要: 该文提出一种新型的具有多谐振结构的单层微带反射阵单元,是由六个振子以一定的间隔平行放置组合而成,该单元具有良好的线极化特性,采用高频电磁仿真软件HFSS对单元的各个参数进行优化分析,使得单元的反射相位曲线在两个频段内均具有良好的线性度。根据此单元设计了一个工作在X/Ku波段的偏馈双频双极化微带反射阵天线,在两个频段内采用同一个角锥喇叭天线作为其馈源。将此反射阵天线进行加工并测试,测试结果表明,在X波段中心频率10GHz和Ku波段中心频率13.58GHz处,天线均具有良好的辐射性能。实测和仿真结果吻合的较好,证明了该反射阵天线具有良好的双频辐射性能。该文的设计对于微带反射阵列天线实现双频双极化性能来说具有重要的参考价值。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-03-10
摘要: 基于多项式校正方法,建立了针对图像坐标的公式模型,利用MATLAB中的曲面拟合工具(Surface Fitting Tool)得到了多项式参数,实现了对紫外探测器成像畸变的校正。本文介绍了楔条形阳极紫外探测器的畸变产生原因以及多项式校正的原理,设计了一个应用于LabVIEW的dll模块,通过小孔掩模板实验求得多项式并应用于分辨率板的成像,实现了对分辨率板成像的畸变校正。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-03-10
摘要: 锁相环频率合成器环路带宽值的选取直接影响其输出相位噪声。基于此,本文首先介绍了锁相环的基本组成部分,然后分析了晶振、集成锁相芯片和压控振荡器相位噪声对频率合成器环路输出端的噪声影响,从而导出了最优环路带宽计算公式。并且通过基于PE3236芯片的频率合成器的输出相位噪声测量对最优环路带宽公式正确性进行了验证。结果表明:当根据最优环路带宽公式取值时,锁相环频率合成器的输出相位噪声满足实际应用需求。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-03-10
摘要: 针对卫星有效载荷数传数据传输速度快、实时处理难等特点,提出一种面向有效载荷高速数据流的实时数据处理方法。该方法借鉴MapReduce的多线程并行模式,采用hash算法与归并排序算法相结合的方式,提高数据处理吞吐率,实现实时处理;采用基于XTCE(XML Telemetry & Command Exchange)数据模型的参数解析算法,实现通用性。实验表明该方法能够满足有效载荷对数据处理的实时性和正确性的要求。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-03-10
摘要: 空间蒸发液滴图像处理软件是为研究空间液滴特性而设计开发的,它是实践十号科学卫星上蒸发与流体界面效应空间实验的重要数据处理平台。本软件采用边缘检测技术和轮廓拟合方法对液滴图像进行分析处理,以获取液滴的各项几何特性;采用MYSQL数据库和CSV文件对数据进行存储,方便数据的使用。实验结果表明,该软件获得的液滴几何特性误差范围能够控制在5%以内,每张图片的处理时间能够控制在1s之内。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-03-10
摘要: 为了实现对不同频率超声波信号的高速采集,提出了一种基于可编程滤波器、USB2.0和C#的接收频率可调的超声波信号接收与采集系统设计方案,并完成了系统的软硬件设计。该系统的硬件部分主要用来数字量化模拟信号并将其上传至上位机,软件部分采用C语言和C#编程,以实现数据的正常采集与上传保存。实际应用表明,该系统具有操作简便、测试准确、使用灵活的特点,达到了设计要求。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-03-10
摘要: 传统接触测量的方法无法对高温范围的金属材料的热膨胀系数进行测量,结合静电悬浮无容器技术和图像测量方法, 通过半导体激光器加热悬浮的样品,在加热的过程中利用CCD采集悬浮样品的图像,采用方向梯度算法提取图像中样品的边缘, 并利用球谐函数拟合样品的体积,计算得到材料在不同温度下的热膨胀系数。采用纯锆的金属材料样品进行实验,在 750-1800℃的温度范围内,测量得到固态样品锆的热膨胀系数随温度变化的表达式,验证了该测量方法的有效性和精度。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-03-10
摘要: 随着材料研究逐渐深入,材料制备和材料分析的方法越来越重要,然而,一些重要的物理性质是开展相关研究的基础。 由于一些材料熔点高、难熔化,同时,传统手段无法避免容器壁的污染,或者无法在真空条件下进行试验避免气体的污染, 或者由于实验性质原因只能测量特定的材料;这些方法很难测量材料在高温下过热过冷阶段的热物理性质。本文系统介绍了 静电悬浮技术这种新型的实现深过冷的方式,达到对材料热物理性质进行测量的目的。静电悬浮技术使样品在两极板间悬浮, 在悬浮的状态下采用激光对样品进行加热,使材料达到高温熔化,同时进行热物性的测量。本文对比了几种实现测量典型热 物理性质的方法,了解静电悬浮的优势,以及详细地介绍了静电悬浮技术对材料的熔体密度、热膨胀系数、表面张力和粘度 系数以及比热的测量。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-03-10
摘要: 光谱定标是仪器遥感数据定量化的前提和基础,针对星载大气微量成分探测仪视场大、波长 宽、空间分辨率和光谱分辨率高的特点,建立了基于中阶梯衍射光栅的光谱定标装置。中阶梯光栅 因其较少的线密度和较大的闪耀角工作在较高的闪耀级次,光谱范围宽且具有较高的分辨率,可在 工作波段内一次性输出多条分布较为均匀的谱线,克服了传统定标方式的缺点,提高了定标精度。 本文首先介绍了光谱定标装置的工作原理,接着利用该装置对高光谱大气微量成份探测仪进行光谱 定标,通过寻峰和回归分析给出载荷的光谱定标方程,并利用标准汞灯谱线对定标结果进行检验。 结果表明:高光谱大气微量成份探测仪的像元和波长近似满足线性分布规律,定标不确定度为 0.0258nm,汞灯特征谱线的定标值和标准值偏差最大不超过0.0435nm,证明了定标结果的准确性。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-03-10
摘要: 由于卫星网络拓扑的动态性,传统网络的路由协议不再适用于卫星网络。使用文献计 量方法分析了国内外空间卫星网络路由的研究现状,总结归纳为基于虚拟节点的路由协议和基于虚拟拓扑的路由协议,并对 SGRP 路由协议提出了一种改进方法。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-03-10
摘要: 三极管倍频器是根据晶体三极管的非线性特性,得到输入信号的各次谐波,然 后通过带通滤波器选出所需要的频率,从而实现输入信号的倍频。文中详细阐述了三极 管倍频电路的设计,实现了对 10MHz 输入信号的四倍频,通过电路测试,结果证明输 出信号的相噪没有明显恶化,在 1MHz 带宽内相噪优于-80.87 dBc/Hz,在 100kHz 内杂 散抑制可达-79.54dBc/Hz,满足设计需求。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 分类: 地球科学 >> 海洋科学 提交时间: 2017-03-10
摘要: 海况偏差(Sea State Bias,SSB)是雷达高度计测量海面高度的重要误差源。目前,业务化运行的雷达高度计的海况偏差校正都是采用基于风速(U)和有效波高(SWH)的2维经验模型方法,其海况偏差校正不确定度约为2cm。该文提出一种基于交叉点数据和3维非参数模型的海况偏差估计方法,该方法利用星下交叉点数据,采用基于U,SWH以及平均波周期(MWP)的3维非参数模型进行海况偏差估计。该文利用这种估计方法对Jason-2卫星雷达高度计2009~2011年3年的数据进行了处理,将处理结果与Jason-2卫星高度计的地球物理数据集(Geophysical Data Records,GDR)中的海况偏差校正项进行对比,结果表明该文提出的海况偏差估计方法平均能降低1.64 cm2的交叉点海面高度不符值的方差和0.92 cm2的沿轨海面高度异常值的方差,分别对应于1.28 cm和0.96 cm的均方根(RMS)海面高度,这对于提高高度计数据产品的精度具有重要意义。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-03-10
摘要: 运动目标成像在实际应用中具有重要作用,而如何获取高质量运动目标图像是该领域研究中的一个热点问题。本文采用行扫描的采样方式,通过构造运动测量矩阵,建立一种基于压缩感知理论的运动物体成像模型,并通过仿真及实验,验证了该模型对于恢复运动物体图像信息的可行性。实验结果证明,该方法可获得高质量的运动物体成像。通过引入图像质量评价标准,分析了运动物体成像质量与速度之间的关系。本文还将该方法与普通压缩感知算法进行比较,结果证明,在相同速度下,该方法的成像质量更高。因而,该成像方法在无人机对地观测、产品线视频监测等领域有着很好的应用前景。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-03-10
摘要: 干涉仪利用通道间的相关运算进行测量,是干涉式成像的基本单元。太赫兹成像在安全检查、军事侦查等方面有着广泛的应用前景。将干涉成像测量引入太赫兹领域后,为解决相关运算中高速信号的相位同步问题,该文提出基于低速FPGA控制的交叉同步方案,用低硬件代价解决高速采样信号的相位同步问题,并完成了一套多通道高速数字相关系统。系统的最高采样速率为 5GHz,ADC有效位数大于等于6位,相关器积分时间可调。最后,利用该数字相关器和相应的太赫兹微波元器 件搭建了中心频率为 0.44THz的干涉仪,并得到了清晰的干涉条纹,其线性相位误差小于2°。该研究为今后设计太赫兹干涉成像仪提供了基本单元。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-03-10
摘要: 本文提出了一种应用于 L 波段的锁相频率合成电路的设计方案。给出了基于 PE3236 芯片的锁相 环电路设计方案。通过仿真验证和实验结果重点论述锁相环环路带宽与环路输出相位噪声和环路捕获时间 之间的关系。实验结果表明,该方案可以被应用于导航接收机射频前端,该频率合成器电路性能稳定,满 足实际应用需求。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-03-10
摘要: 本文基于灵敏型地基相干高频雷达(AgileDARN)系统,回顾了空间电离层探测的研究背 景,简要介绍了 AgileDARN 雷达系统。对其数字信号处理系统进行了分析,阐述了系统发射信号产生 模块、回波信号处理模块的工作流程,设计数字系统的硬件结构,详细分析了系统发射信号多脉冲序 列产生的机制,回波信号处理的详细步骤,利用 FPGA 实现原始信号的产生,阵列天线信号波束合成 处理,以及系统中数字滤波器的设计,并通过仿真实验验证了 FPGA 设计的可行性和有效性,满足了 AgileDARN 雷达数字系统的设计要求。