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1. chinaXiv:201703.00284 [pdf]

用FY-3CMWHTS资料反演陆地晴空大气温湿廓线

贺秋瑞; 王振占; 何杰颖
Subjects: Geosciences >> Space Physics

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。

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2. chinaXiv:201703.00281 [pdf]

新型微带反射阵单元的设计及其应用

薛飞; 王宏建; 易敏; 刘广
Subjects: Geosciences >> Space Physics

提出了一种单层的具有多谐振结构的微带反射阵单元,利用HFSS对其反射相位特性进行仿真分析,获得了约430°的反射相位动态范围,并且反射相位曲线的线性度较好。根据此单元设计了一个工作在Ku波段的微带反射阵,用指数渐变槽线(Vivaldi)天线作为该反射阵的馈源。仿真结果表明,在中心频率处增益可达27.1dB,半功率波瓣宽度均为4.96°,在12GHz-15.5GHz的频带内增益波动约2dB,具有较宽的频带。将此Vivaldi天线和反射阵天线进行加工测试,得到的测试结果与仿真结果吻合的较好。

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3. chinaXiv:201703.00280 [pdf]

新型单层双频双极化微带反射阵天线的设计

薛 飞; 王宏建; 董兴超
Subjects: Geosciences >> Space Physics

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。

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4. chinaXiv:201703.00265 [pdf]

基于FPGA的AgileDARN雷达数字系统的信号处理实现分析

蒋 松; 蓝爱兰; 阎敬业; 孙林; 吴季
Subjects: Geosciences >> Space Physics

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。

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5. chinaXiv:201703.00259 [pdf]

SOLYS Gear Drive 太阳跟踪器的控制系统设计

梁少林; 王咏梅; 石恩涛; 王天放; 王后茂
Subjects: Geosciences >> Space Physics

太阳跟踪研究的发展,向太阳跟踪器的控制系统智能化提出了更高的要求。以SOLYS Gear Drive 太阳跟踪器为仪器平台,创新性地提出利用路由器建立控制主机和太阳跟踪器在局域网内,以及局域网和互联网之间的通信,并以虚拟仪器开发软件LabVIEW为软件平台,综合调用百度地图应用程序接口API和指令脚本文件,设计了一套控制系统。实现对仪器的状态监测,指令控制,远程访问等。系统功能丰富,操作简单,界面可视化好,普遍适用性强。

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6. chinaXiv:201703.00251 [pdf]

AgileDARN雷达数字信号处理的FPGA实现

蒋 松; 蓝爱兰; 阎敬业; 孙林
Subjects: Geosciences >> Space Physics

AgileDARN雷达系统是一种基于全数字相控阵技术的灵敏型地干高频雷达系统,实现对中高纬度电离层的探测。本文对雷达系统的数字信号处理展开研究,设计分析雷达系统收发信号处理流程 ,基于FPGA芯片实现信号收发 、 幅相不一致性校正、数字滤波 、数字波束合成处理,实现方向图的灵活扫描和定向精度的提升,通过仿真实验证了FPGA设计的可行性和有效性。

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7. chinaXiv:201701.00252 [pdf]

量子科学实验卫星射频信道物理层设计

王竹刚; 熊蔚明; 屈晨阳; 陈巧艳
Subjects: Geosciences >> Space Physics

量子科学卫星有效载荷激光链路,需要有一条经典的上下行射频高速通信链路作为激光链路的验证对比。本文介绍了量子科学卫星上下行射频链路的物理层硬件设计和算法设计。该链路采用符合CCSDS频谱规范的SRRC-OQPSK作为上行调制类型,上行速率达到1.024Mbps下行采用SRRC-OQPSK和GMSK调制,速率达到4Mbps。经过和多个地面站的对接试验测试结果表明数传通信机的载波捕获灵敏度优于-100dBm,数据解调灵敏度优于-98dBm,AGC能力大于43dB,在-96 dBm接收信号电平条件下的实际传输误码率优于1×10-9。实测结果证明射频信道物理层设计方案满足量子科学实验任务要求。

submitted time 2017-01-22 Hits1732Downloads1118 Comment 0

8. chinaXiv:201701.00250 [pdf]

多点磁场协同探测反演电离层电流密度

高睿; 李磊; 张艺腾; 刘学旺; 李明涛
Subjects: Geosciences >> Space Physics

相比传统的单点磁场探测,多点磁场协同探测可以同时获得各测点磁场,消除了探测磁场随时间的变化,更好的计算空间电流密度。本文根据由多点磁场反演计算空间电流密度的计算方法,开展了数值仿真分析,分析了卫星编队数量、卫星编队构型、卫星定位偏差、卫星姿态测量误差、磁场测量误差、外部磁场强度、外部电流密度等对电流反演误差的影响。仿真结果表明,5星编队优于4星编队,在5星编队条件下,卫星姿态测量误差和外部磁场强度是反演误差的主要来源,卫星编队构型也是反演误差的重要来源。根据仿真结果,当卫星姿态误差0.001°、编队尺度约100km时,赤道区域电流密度反演相对误差约24%。

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9. chinaXiv:201701.00244 [pdf]

北京地区大气温度及重力波活动季节变化的瑞利激光雷达探测研究

郭文杰; 闫召爱; 胡雄; 郭商勇; 程永强; 郝文泽
Subjects: Geosciences >> Space Physics

利用瑞利激光雷达观测数据分析了北京地区35-70km高度范围内大气温度和重力波活动的季节变化。北京地区30-70km高度范围内的大气温度有明显的年周期变化。平流层顶最高温度出现在6、7月份,大约为270K。中间层70km高度上最低温度也出现在6、7月份,大约为200K。以2014年10月14日晚为例,分析发现50km以下重力波势能能量存在耗散,而在50km以上重力波近乎无耗散地向上传播。通过对比35-50km高度范围内的平均势能密度对北京地区重力波活动强弱的季节变化进行了研究。北京上空重力波活动强度具有明显的年周期变化,冬季平均势能密度为 ,夏季为 ,冬季重力波活动强度约为夏季的两倍。还给出了春、夏、秋、冬四个季节重力波势能密度随高度的变化,并分析了北京地区重力波在不同季节、不同高度上的耗散情况。

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10. chinaXiv:201701.00241 [pdf]

TIEGCM集合卡尔曼滤波同化模型设计及初步试验

张亚楠; 吴小成; 胡雄
Subjects: Geosciences >> Space Physics

本文选择参数化的电离层热层理论模型TIEGCM作为背景模型,基于COSMIC 掩星观测的电子密度廓线数据,应用集合卡尔曼滤波方法建立了全球电离层电子密度同化模型,实现了全球电离层的电子密度同化。同化结果表明,该同化模型能将观测资料有效地同化到背景模式中,获得全球三维电离层电子密度。与背景模式相比,同化得到的电子密度相对于观测值的偏差显著下降。此外,分组同化与同时同化的结果对比显示,平均偏差改善基本一致,同时同化后的标准偏差在峰值高度以上略有减小。

submitted time 2017-01-22 Hits1132Downloads735 Comment 0

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