分类： 地球科学 >> 空间物理学 提交时间： 2016-04-22
摘要：A new procedure is proposed to generate planar asymmetric coronas with multi-streamer structures, as shown in SOHO/LASCO observations. The initial coronal magnetic field is separated into potential part and non-potential part. We first fit the potential part by using the sum of magnetic multi-poles, whereas the non-potential part is approximated by the magnetic field induced by some properly fitted current densities. Then the total field is numerically modified in terms of Maxwell's equations. Based on the initial magnetic fields obtained in such a way, we can further compute various complex asymmetric corona structures by solving MHD equations. In order to verify this procedure, we compute the 2-D coronal structures prior to the December, 1996 CME and August, 1999 CME events. The numerical result is on the whole in agreement with observations, and hence set proper backgrounds for further studying the propagation of CME in various coronal structures using numerical computations.
分类： 地球科学 >> 空间物理学 提交时间： 2016-04-22
摘要：太阳质子事件通量的预测对航天器的抗辐射加固设计和宇航员的出舱活动具有重要意义。针对1年以下的中短期航天任务,对太阳活跃年和太阳平静年分别统计了太阳质子事件和大于10 MeV质子事件通量的发生概率,分析得到太阳质子事件通量分布基本符合对数正态分布。在此基础上,计算出了一定置信度下1年以下不同航天任务期内的质子事件通量分布,为执行中短期航天任务提供了太阳质子事件通量预测的依据。
分类： 地球科学 >> 空间物理学 提交时间： 2016-04-22
摘要：提出了一种基于数字微镜器件(DMD)和光电倍增管(PMT)的弱光高分辨光谱测量的新方法。首先,利用基于小尺寸狭缝的分光光路将被测光光谱成像到DMD上,然后DMD微镜阵列按列依次翻转将光谱分波段投射到PMT点探测器上,最终实现对光谱的分时扫描测量。进行了与CCD光谱仪的对比实验以及不同弱光条件下的测试实验,并对系统的信噪比(SNR)特性进行了实验测试。实验结果表明,光谱测量系统的谱分辨率高达0.23 nm,灵敏度可达4.6 pW以下,系统的信噪比(SNR)特性比较理想。相对于传统的光谱测量方法,本文方法具有成本低、易于实现且性能稳定等优点,在弱光高分辨光谱测量领域具有较大的潜在应用价值。
分类： 地球科学 >> 空间物理学 提交时间： 2016-04-22
摘要：从调频连续波合成孔径雷达(Frequency Modulated Continuous Wave Synthetic Aperture Radar,FMCW SAR)回波信号表达式出发,首先深入分析FMCW SAR回波信号特点,得到了FMCW SAR准确信号模型与瞬时频谱,并应用于Dechirp接收,得到 Dechirp接收信号的等效模型;其次将FMCW SAR信号模型与传统脉冲SAR接收信号模型对比,揭示出FMCW SAR脉内雷达的连续运动对回波信号的影响;最后定量地分析其对图像重建的影响程度,继而揭示出在FMCW SAR中停走停假设能否被忽略.仿真结果验证了本文分析的有效性和准确性.
分类： 地球科学 >> 空间物理学 提交时间： 2016-04-22
摘要：立方星是近年来微小卫星领域的研究热点,文章以太阳同步轨道(SSO)立方星任务为例,研究地球非球形引力项J_2和大气阻力对立方星轨道演化的影响。分别研究了轨道高度、太阳活动指数F10.7和大气模型对SSO立方星轨道演化的影响,进行了数值仿真验证。研究表明:大气阻力摄动对SSO立方星轨道寿命影响很大,影响结果与轨道高度之间存在非线性关系;太阳活动高、低年时的轨道演化差异明显,且演化量随F10.7的变化是非线性的;不同大气模型下的轨道演化情况存在差异,大多数模型所对应的轨道演化量的量级基本一致。上述影响分析对SSO立方星任务轨道的选定及轨道控制具有一定的参考价值。
分类： 地球科学 >> 空间物理学 提交时间： 2016-04-22
摘要：地球辐射带中的高能带电粒子是引起航天器材料和器件性能退化甚至失效的主要空间环境因素. 因此, 航天器设计中所采用的辐射带模型的准确程度对于航天器的生存能力和航天任务的完成质量至关重要. 在利用我国自主辐射带高能粒子探测数据进行的辐射带建模中, 探测数据的空间网格化是一项非常重要的工作. 介绍了我国辐射带探测数据的情况, 以及辐射带建模的方法和步骤;重点研究了不同插值方法在低地球轨道(LEO)空间辐射带建模数据网格化中的应用, 并开展了误差分析. 研究结果表明:在各种常用的插值方法中, 反距离加权法、自然邻点法和最近邻点法适合工程化应用. 其中, 反距离加权法生成的数据网格对粒子通量的反演结果精度最高, 该方法采用低阶距离时得到的反演结果更为合理.
分类： 地球科学 >> 空间物理学 提交时间： 2016-04-22
摘要：以空间成像观测中应用的快门装置为研究目标,介绍了目前在空间相机中应用的几种快门型式,并分析其优缺点.选取旋转盘片式快门作为研究对象,从曝光方式出发,研究快门控制策略,分析电机选型及控制规则,构建基于DSP控制器的方案,并基于该方案进行了快门曝光时间的测试,最大误差3.0%,最小误差0.1%,测试结果满足任务需求.目前该装置在国内同类快门中具有动态范围宽、曝光误差小、工程化程度高的特点.
分类： 地球科学 >> 空间物理学 提交时间： 2016-04-22
摘要：AURIC是由美国计算物理公司CPI与空军Phillips实验室联合开发的中高层大气紫外-可见光-近红外气辉辐射传输模型, 是目前唯一用来进行中高层大气气辉辐射模拟研究的通用模型. 基于MODTRAN模型的理论, AURIC可以进行80 km高度以上的辐射传输模拟并将辐射波段扩展到远紫外波段(80 nm). 目前, CPI公司只面向全球发布了AURIC v1.2软件封装包, 其只能进行2000年以前的单点计算, 不适用于批量的中高层大气辐射模拟, 更不能用于星上大气成分的批量反演. 本文利用Matlab对AURIC v1.2地磁参数模块、大气电子密度模块、大气温度及各种中性气体成分密度模块进行了替代, 将更新模块与原有的辐射计算模块相结合, 将AURIC v1.2更新为AURIC-2012模型, 其可以批量地进行全球的大气辐射传输模拟, 可以与星载测量数据相结合进行中高层大气成分的批量反演, 如O/N_2、电子密度等, 同时也为模型辐射计算模块的进一步改进和辐射机制的参数更新奠定基础. 基于AURIC-2012模型, 进行了气辉临边柱辐射强度模拟和体辐射率计算, 并将结果分别与GUVI柱辐射强度和TIDI体辐射率实测值进行了比较, 得到两者峰值的模拟平均相对误差都小于20%. 最后,利用AURIC-2012对气辉临边柱辐射强度随纬度和高度的分布进行了二维模拟, 并基于模拟对昼、夜气辉辐射强度分布特性及影响因素进行了分析.
分类： 地球科学 >> 空间物理学 提交时间： 2016-04-22
摘要：Schmidt型和Angel型的X射线成像系统通过仿生龙虾眼睛微通道结构实现全反射聚焦成像,相比传统的X射线成像方式,具有大视场、高空间分辨率和能量获取能力。本文研究两个龙虾眼基础结构模型,根据X射线掠入射反射理论,分析对比了Angel和Schmidt结构光线入射焦面时的分布和空间分辨率,并用tracepro软件建立模型仿真验证了两种结构龙虾眼在聚焦和成像时的接收光/发射光、最大值/十字臂、最大值/本底、十字臂/本底多个性能参数。理论分析和仿真结果表明,当龙虾眼透镜焦距较长和通道长宽比大约50时,由于多次反射时的聚焦及成像,Schmidt模型比Angel模型的信噪比等主要参数高,空间分辨率低；当龙虾眼透镜焦距较短和通道长宽比大约10时,由于单次反射时的聚焦及成像,Schmidt模型比Angel模型的信噪比等主要参数低,空间分辨率几乎一样。
分类： 地球科学 >> 空间物理学 提交时间： 2016-04-22
摘要：现代卫星载荷的探测功能日益强大，电机等活动部件在卫星载荷上的应用也日渐广泛。星上电机寿命和可靠性是制约卫星长期在轨正常工作的主要因素之一，因此星上电机系统设计在满足使用要求的同时，还需充分考虑到寿命和可靠性要求。本文设计了一种基于FPGA的二相混合式步进电机控制系统，采用细分控制方法，提高控制精度，抑制低频振动。除此之外设计加速过程，保证电机可靠启动；采用大电流停止，保证电机迅速停止；静止时使用小电流保持。通过系统测试证明，该系统具有功耗低、起停稳定等优点。
分类： 地球科学 >> 空间物理学 提交时间： 2016-04-22
摘要：为消除空间粒子测量中干扰粒子对粒子探测器测量精度的影响，空间反符合杯测量技术得到广泛应用。本文介绍了空间干扰粒子的来源及反符合杯测量系统的原理，针对系统测试需求，基于A225F芯片对系统输出脉冲读出电路进行了设计，并对A225F芯片的使用做了详细介绍，实现了高计数率下准高斯波形的整形，通过仿真和实验结果，验证了电路设计的合理性。
分类： 地球科学 >> 空间物理学 提交时间： 2016-04-22
摘要：为了保证空间探测任务的顺利进行，小卫星编队需要可靠的星间通信。基于802.11，设计了小卫星编队网络协议架构。首先搭建了卫星飞行编队网络协议栈，针对星间通信距离大导致的高时延，对物理层、数据链路层进行了适应性修改，分析了网络层路由协议，然后对四种典型的卫星编队网络进行了模型分析。通过NS3网络仿真工具，对星间通信网络进行了性能仿真。仿真结果表明，基于802.11的网络架构，可以保证星间通信，不同编队网络性能差别较大，可根据任务进行调整。
分类： 地球科学 >> 空间物理学 提交时间： 2016-04-22
摘要：为了节省信道资源， 可以将多路不同速率、不同猝发时隙的数字信源复合为一路数据的异步数字复接器得到了广泛应用。为了尽最大可能降低源包数据传输时延、提高信道利用率， 提出了一种贪婪型异步动态数字复接器的设计方案， 并给出了各路信源的优先级调度策略。使用硬件描述语言对两种复接模型进行描述。在不同物理帧和两种信源模式下， 通过Modelsim对贪婪型动态复接器和虚拟信道复接器进行了仿真对比。仿真结果表明， 贪婪型动态复接的平均传输时延和时延抖动都优于虚拟信道复接， 并能够更有效地节省信源缓存资源。
分类： 地球科学 >> 空间物理学 提交时间： 2016-04-22
摘要：CCD是实现空间软X射线探测任务的核心部件，E2V公司的科学级CCD42-10 BI AIMO对空间软X射线探测具有较高的灵敏度、低噪声水平和高读出速度，本文针对该款CCD提出了一种基于FPGA的驱动电路设计方案。选用Xilinx公司的XC3S500E作为驱动电路的核心器件，通过VHDL语言对驱动时序进行了硬件描述，采用EL7202作为CCD驱动芯片。仿真与实验测试结果表明，该设计可以满足科学级CCD42-10 BI AIMO的驱动电路要求。
分类： 地球科学 >> 空间物理学 提交时间： 2016-04-22
摘要：实现小卫星编队飞行，在测定小卫星之间的距离的同时，还必须进行星间科学实验数据的交换。为了尽可能降低设备复杂度，本文研究了一种测距、数传一体化调制方式的调制解调原理，通过Simulink仿真分析得到了GMSK+PN信号在不同测距调制度条件下的数传误码率。经过分析GMSK+PN信号的特性，给出了GMSK+PN信号的信道估计方法和一种有效的测距、数传一体化解调算法。
分类： 地球科学 >> 空间物理学 提交时间： 2016-04-22
摘要：本文介绍了MIT卫星计划中性原子成像仪（NAIS-H）的基本结构以及工作原理，通过分析MIT卫星NAIS-H的工作原理及测试需求，设计并实现了基于该成像仪的地面检测，包括硬件电路系统及上位机软件系统。本文分别从通讯、数据处理等方面，描述了地检系统的主要结构设计以及工作流程，并详述了上位机系统中串口通讯、数据解包、图像处理等各软件模块设计以及java代码编写。最后，对地检系统进行测试，得到的结果显示该系统具有良好的性能，达到了设计要求。
分类： 地球科学 >> 空间物理学 提交时间： 2016-04-22
摘要：随着空间数据的大量增长, 对数据可视化和数据存取效率提出了更高要求, 迫切需要对数据进行有效的组织和管理. 对庞大的日地空间, 采用SDOG-R方法将日地空间剖分为不同分辨率等级的格网, 并针对该网格提出相应的编 码方案. 以太阳风模型数据为例, 给出了具体的组织实例, 经实验验证, 该 剖分模型不仅解决了球心处网格过密问题, 还满足了径向分辨率大于经纬球 面分辨率的需求. 基于三维立体剖分的太阳风LOD空间数据模型, 不但能提供 多分辨率数据, 而且显著提高了大规模数据检索和存取速度, 有效地支持海量 空间数据的组织管理.
分类： 地球科学 >> 空间物理学 提交时间： 2016-04-22
摘要：针对目前高轨GPS信号可用性差及定位精度低的特点, 对GPS/北斗组合系统的 高轨卫星定位技术进行研究, 对比分析了单GPS系统与GPS/北斗组合系统的卫 星可见性和几何精度因子. 结果表明, GPS/北斗组合系统比单GPS系统的卫星可 见性好, 且定位精度高. 同时通过提出在星载接收机上采用高精度原子钟, 可实现三星定位, 降低对接收机的技术要求.
分类： 地球科学 >> 空间物理学 提交时间： 2016-04-22
摘要：利用Cluster卫星的磁场探测数据及ACE卫星的行星际磁场(IMF)探测数据, 研究了IMF By分量(IMF|By|<10nT)对磁尾等离子体片边界层 (PSBL)区场向电流发生率和密度的影响. 研究显示: 与IMF By分量为负时 进行比较, IMF By分量为正时场向电流的发生率更高, 约55.6%; 当IMF|By| >4nT时场向电流发生率占总发生率的77.4%; 场向电流发生率随 IMF |By|的增大而增大, 且具有很好的线性相关关系, 当IMF By分量 为正时, 相关性更好; 场向电流密度也随IMF |By|的增大而增大, 同样具 有很好的线性相关关系, 当IMF By分量为正时, 相关性更好. 以上结果表 明, IMF By分量对磁尾场向电流的产生和变化具有很强的控制作用, 并且 昏向IMF变化与场向电流变化的关系更加密切.
分类： 地球科学 >> 空间物理学 提交时间： 2016-04-22
摘要：将磁力线按流线进行绘制是地磁场可视化的通用方法. 磁力线种子点的选取 决定了绘制磁力线的疏密, 其疏密程度能否真实反映地磁场强度分布是评价地 磁场可视化效果的关键. 基于磁经圈均匀角度种子点选取算法绘制 的磁力线通常不能客观反映地磁场强度的空间分布, 针对这一不足, 提出一种等分磁场强 度线积分的磁力线种子点选取算法. 利用该算法对地磁场IGRF模型和T96模型 描述的地磁内外源场进行可视化绘制, 对磁力线追踪结果中出现的冗余磁力线 进行过滤, 统计分析了绘制磁力线的空间分布与地磁场强度空间分布的相关性, 结果表明该算法能够较好地实现对地磁场的可视化.
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