分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-01-22
摘要: 文根据Cluster卫星于2001年9月30日在北半球极尖区观测到的一次强扰动场向电子事件的数据,分析研究了这次事件期间场向电子的能量特性,并讨论了场向电子对太阳风能量向磁层的传输和在磁层电离层耦合过程中能量传输的作用。主要研究结果认为,这次电子扰动事件期间电子速度和密度都具有很强的扰动变化,速度增加是一个主要因素。本次事件中,根据低能段5~200eV和500~1500eV内的能谱分析表明,上行电子通量大于下行电子通量,说明上行电子主要来源于电离层,电离层上行电子在本次事件中起着非常活跃的作用。根据电离层中带电粒子的能量特征分析认为,这次事件中电离层起源的上行电子在上行过程中得到了加速。关于加速机制问题,还有待于深入研究。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-01-22
摘要: 长期的高能电子辐照会对Si-PIN传感器的探测性能造成影响,为了考核在轨八年以上的载荷寿命要求指标,采用电子辐照源模拟空间电子环境对半导体传感器进行辐照试验,试验结果表明:传感器在接收7.64×1014的辐照剂量情况下,传感器的能量响应能力未发生改变,计数效率稍有下降;随着辐照剂量的增大,虽然传感器的漏电流不断增大,但噪声水平较平稳,传感器的性能不影响载荷的工作指标。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-01-22
摘要: 由于地球海拔~250 km高度处大气非常稀薄,因此目前被动光学观测是该层风场探测的最有效的手段。Fabry-Perot干涉仪(FPI)具有较高能量利用率及光谱分辨率等特点,是该层大气最有效的地基风场探测仪器之一。目前,利用FPI进行高层大气风场探测已有几十年,许多国家分别利用多种FPI进行630.0 nm夜气辉观测进而反演高层大气风场。中科院空间中心采用光束缩束系统及滤光片后置(标准具之后)的方法研制了一台成本相对较低的小型化FPI。仪器主要包括望远镜扫描系统、标准具系统、缩束和滤光片系统、探测器系统以及激光定标系统,仪器总大小为1.34×0.58×0.35 m3,适合用于野外地基或者车载风场测量。基于小型化的FPI,2014年分别在河北廊坊(39.40°N, 116.65°E)和山西岢岚(38.71°N, 111.58°E)进行了地基观测试验,将观测数据与反演算法相结合得到高层大气风场数据,并将结果与美国大气研究中心的两台FPI风场数据进行了相互比较,平均反演偏差为11.8 m/s(岢岚)。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-01-22
摘要: 利用微波干涉仪进行推进器羽流密度测量的反演方法研究.重点针对羽流等离子体密度反演的Abel逆变换数值求解,采用离散化算法、三次样条插值算法、Hankel-Fourier算法以及Nestor-Olsen算法等四种方法进行仿真分析和比较.通过对这四种方法在无噪声和有噪声两种情况下反演误差的比较,找出适用于实际干涉仪数据处理的方法;通过对采样点数和反演之间的关系分析,给出解决欠采样问题的方法和数值参考;在分析比较的基础上,总结数值处理的必要步骤.利用模拟实验测试数据进行验证并对反演结果进行分析.
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-01-22
摘要: 暗物质粒子探测卫星有效载荷具有多种工作模式,在轨探测时需要在各种模式之间不断进行切换,以便获得探测器的最优工作状态;每种模式切换时需要对有效载荷28个电子学前端电路、中子采集与处理电路、触发系统电路、高压供电机箱及载荷数管进行多种工作状态参数的配置。为了有效的开展暗物质粒子探测工作,提高有效载荷探测模式转换的灵活性及降低模式切换时参数配置的复杂度,本文对暗物质粒子探测卫星有效载荷在轨自主探测管理进行了研究,对探测器有效载荷的工作模式进行了分析,给出了由地面规划专家和星上自主探测执行机构相结合的基于事件驱动的有效载荷自主探测方案的设计和软件实现情况,同时对自主探测中的可靠性措施进行了分析,实现了探测器全天候、全时段、灵巧探测的功能,并减少了对地面遥控注入的依赖。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-01-22
摘要: 日地空间环境不仅影响航天器运行和安全,也是导航、定位和通信等无线电应用系统主要的误差源.其中来自太阳L波段的射电暴被认为是全球导航卫星系统(GNSS)稳定和性能的潜在威胁因素,当L波段射电爆发达到一定阈值时,将给用户带来不同程度的射电噪声干扰,严重时会引起接收机失锁和定位服务中断.本文对2006年12月13日太阳射电暴对GPS造成的影响进行了研究,利用太阳射电观测数据、L波段闪烁观测数据和向阳面不同区域的GPS观测网数据,分析GPS观测对射电暴的响应.结果表明,此次事件对GPS观测产生了明显的影响,射电暴期间GPS发生幅度闪烁事件和明显失锁现象,多个台站上空的多颗GPS卫星信号完全中断长达6min左右,且多个台站上空锁定的卫星数目小于4颗,使得GPS定位完全失效.相对而言,射电暴期间日下点附近的GPS台站受到的影响比远离日下点的大.
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-01-22
摘要: 研究讨论了一种利用半导体二极管伏安特性进行朗缪尔探针性能测试的方法.设计的朗缪尔探针性能测试方法对外界因素要求较低,在常温常压的通常实验室环境下即可进行,其测试结果可作为利用地面等离子体环境进行定标测试前的初步性能验证.通过实验室环境下的测试试验,验证了该方法的有效性和可行性.
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-01-22
摘要: 随着空间探测数据的海量增长,对数据可视化和数据存取效率提出了更高的要求,需要对数据进行有效的组织和管理。本文对庞大日地球体空间,结合太阳风数据特点及采样方式,由于经向分辨率与纬向分辨率接近,径向分辨率与两者相差较大,对比分析已有的三维体剖分模型,SDOG-R格网是在SDOG格网的基础上在径向再次独立细分,该剖分模型不仅解决了球心处网格过密的问题,还满足了径向分辨率大于经纬球面分辨率的需求。同时,文中针对该网格提出了相应的编码方案。经实验验证,基于三维立体剖分的太阳风LOD空间数据模型,显著提高了大规模海量数据检索和存取速度。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-01-22
摘要: 随着空间探测数据的海量增长,为了提高数据存取效率和数据可视化效果,需要对数据进行有效的组织和管理。本文基于现有的二维表面剖分模型,结合太阳风数据特点,针对过太阳质心的黄道面和子午面,提出一种新的PDQG-R格网模型,即平面退化四叉树格网。并给出了相应的网格编码方案。该剖分模型不仅解决了日心附近网格过密的问题,还可以满足径向分辨率与经(纬)向分辨率不同步的需求,同时还能提供多分辨率层次的数据,能有效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: 2017-01-22
摘要: 介绍了ROPP反演软件中无线电掩星反演的算法与精度分析.采用COSMIC卫星2008年1月1日全天的附加相位数据,反演得到折射率、温度、压强与湿度等参数,并与CDAAC相应结果进行对比.实验结果表明,在30 km高度以下,折射率、压强和湿度的相对误差在2%以内,温度误差不超过2K.
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2016-05-13
摘要: 设计一种新的基于分立器件的BPM(二相调制)脉冲超宽带发射机.脉冲超宽带发射机由单极性亚纳秒脉冲发生器、双极性脉冲产生电路及高速微波开关组成.发射机在时钟和数据1和0控制下分别输出正、负脉冲.测试结果表明,该发射机输出脉冲宽度 1.5 GHz,可稳定输出BPM超宽带脉冲信号,码速率可达50 Mbps,可应用于脉冲超宽带通信系统.
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2016-05-13
摘要: 本文通过对历史太阳周的峰值、上升期、下降期等特征参数的统计分析,给出了峰值变化与上升期之间的三类线性拟合关系,两个太阳周峰值之间长度与下降期的两类拟合关系,并通过分析太阳周的长期变化周期和第10周之后的偶、奇数峰值的变化规律,给出第25太阳周的预测结果:预计第25太阳周在2020年6月前后开始,该周会比第24太阳周强,太阳黑子数峰值为119.25.5,峰值强度类似于第17太阳周和23太阳周.
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2016-05-13
摘要: 利用全天时钠层荧光激光雷达和GPS电离层探测仪, 在2009年7月22日武汉日全食期间, 开展钠层与电离层的联合观测试验. 观测结果表明, 钠层密度半高全宽在日全食过程中稍有变窄, 而日全食过后增宽, 钠层峰值高度在日全食过程中稍有降低, 日全食过后高度略增, 钠层变化特性表现出快速的日出日落过程. 电离层电子总含量和天空背景光噪声也随日全食期间太阳辐照的变化而呈现出明显下降和上升的波动特征. 所不同的是, 钠层原子的这种半宽度起伏变化要比电离层的变化迟缓得多, 这可能是由于钠层受到日全食辐照扰动后, 会产生一系列复杂的光化学反应及动力输运过程, 再复合成钠原子被激光雷达探测到, 有一个滞后过程, 这也正好与理论模拟的结果相符.
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2016-05-13
摘要: TC-2卫星上的中性原子成像仪(NUADU)在2005年5月15日磁暴期间(并伴随有系列亚暴事件)记录了反映环电流离子连续变化的能量中性原子(ENA)图像探测数据. 比较由中性原子图像反演的4 min时间分辨的环电流离子空间分布与地球同步轨道LANL系列卫星(环绕赤道面~6.6 R_E)上同步轨道粒子分析仪(LANL-SOPA)原位离子通量探测数据, 以及相同高度的同步系列卫星GOES的磁场数据, 发现环电流区离子通量增长发生在磁力线尾向拉伸的亚暴增长相阶段, 而不是发生在磁场偶极化之后. 这一发现挑战了以往的环电流离子注入是磁场偶极化时由磁尾直接注入的概念, 但仍需更多的观测实例进一步认证.
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2016-05-13
摘要: 在高度计绝对定标实验中,利用差分GPS(Differential GPS,DGPS)浮标进行现场海面高测量得到的海面高(Sea Surface Height,SSH)序列之中,除了包含有由风浪引起的高频噪声外,还包括了仪器误差造成的影响。前者可通过低通滤波方式消除,而后者由于是全频段的白噪声,不能通过低通滤波的方式消除。通过研究奇异谱分析(Singular Spectrum Analysis,SSA)的方法,确定了嵌入维数和截断长度的选取准则,并对其进行仿真,验证了该方法在消除海面高序列的仪器误差噪声中的有效性,同时也验证了嵌入维数和截断长度选取准则的有效性。最后,利用该方法处理了某次DGPS浮标实验获得的海面高序列,处理结果与原始序列相比较为平滑,且在精度上有一定的改善,验证了奇异谱分析方法的有效性。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2016-05-13
摘要: 介绍了通过Matlab/Simulink建立干涉式微波辐射计系统仿真模型的方法。针对干涉式微波辐射计的基本构成单元二元干涉仪,搭建了仿真模型,通过对辐射计随机噪声测量过程的模拟,实现了单通道全功率测量仿真及双通道干涉测量仿真,在时域范围内实现了对系统测量精度、灵敏度指标的定量化分析。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2016-05-13
摘要: 太阳高能粒子(SEP)事件是一类重要的空间天气灾害性事件,其数值预报研究在空间天气预报研究中占有很重要的地位。SEP事件主要包括3种类型:与太阳耀斑爆发相关联的脉冲型事件,与日冕物质抛射驱动的激波相关联的缓变型事件,以及同时具有缓变型和脉冲型事件特征的混合型事件。其中,缓变型SEP事件持续时间较长并且高能粒子强度较大,对这类事件的模拟是当前研究的难点。目前针对缓变型SEP事件的模拟工作业已发展了多个理论和数值模型。每个模型都对SEP加速和传播的复杂过程作了基本的假设,这些模型的模拟结果能够部分重现观测到的SEP事件特征。而若要提高预报SEP事件的能力,则需要将描述三维日冕物质抛射驱动的激波模型与描述高能粒子在行星际空间中的加速和传输的模型耦合起来,建立基于接近真实的SEP加速和传播的三维太阳风背景模拟及以激波参数为输入的SEP模型。主要回顾了缓变型SEP事件中粒子的加速和传输方面的研究进展,以及可用于获取CME激波传播参数的磁流体力学太阳风模型研究现状;综述了缓变型SEP事件的激波-粒子模型(shock-and-particle model);最后对未来工作进行了讨论和展望。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2016-05-13
摘要: 星载钠荧光多普勒激光雷达可以用来测量全球的中间层顶及低热层区域的大气风场、温度及钠原子数密度等。为了从理论上分析星载钠荧光多普勒激光雷达的可行性,该文依据激光雷达方程,对星载钠荧光多普勒激光雷达的回波信号强度以及大气参数测量精度进行仿真计算。分析结果显示在使用400 km轨道高度,30.0°观测角度,9.0 W激光发射功率,1.0 m接收望远镜口径,2.0 km垂直距离分辨率,30.0 s信号累积时间情况下,可获得0.8 m/s视线风速测量精度,1.5 m/s水平风速测量精度和2.5 K温度测量精度。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2016-05-13
摘要: 针对纳型卫星分离载荷的在轨分离释放需求,给出弹簧式分离释放装置的设计方案,解决国际上的商用现货产品不适用于这种非标准质量体积比的纳型卫星的问题.设计的分离释放装置能承载体积6 U(1 Unit即1 dm~3体积),质量10 kg的分离载荷.由设计要求出发,给出包括中心承力构架、分离释放机构和对接环的方案,进行结构模态分析和过载分析.最后给出两两对称分离的在轨分离释放过程.结构设计结果表明该方案能满足一般的运载发射要求.该设计为任务的实施提供了有效可行的解决方案.
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2016-05-13
摘要: 利用AP-8和CRRESPRO质子辐射带模式数据库,比较了二者在磁赤道面上计算结果的差异并给出其差异原因.利用AP-8模式数据库数据,建立起质子辐射带函数形式的辐射中心区域模式,包括各能道全向微分通量峰值所对应的L值(L_c)随能量E的变化模式以及各能道全向微分通量峰值J_(max)随能量E的变化模式.利用RBSP A卫星REPT望远镜在磁赤道面上的高能质子观测数据,分别与AP-8模式、CRRESPRO模式及本文所得辐射中心区域模式计算结果进行比较,发现在78.9,102.6和208 MeV三个能道上,RBSP A卫星观测所得各能道全向微分通量明显偏大,而L_c与AP-8或本文辐射中心模式所得结果基本一致;RBSP A卫星也观测到CRRESPRO Quiet模式所得的隐性第二质子辐射带结构.