中国月球及深空空间环境探测 被引量：34

1

作者 王赤 张贤国 +1 位作者 徐欣锋 孙越强 《深空探测学报》 2019年第2期105-118,共14页

深空探测承载着人类航天技术发展、探索宇宙奥秘和寻找地外生命及人类宜居地的重任,成为各航天大国关注的热点。我国月球与深空探测虽然起步晚,但起点高,正在追赶并将实现领先。简要回顾了我国月球及深空空间环境探测的载荷情况、数据... 深空探测承载着人类航天技术发展、探索宇宙奥秘和寻找地外生命及人类宜居地的重任,成为各航天大国关注的热点。我国月球与深空探测虽然起步晚,但起点高,正在追赶并将实现领先。简要回顾了我国月球及深空空间环境探测的载荷情况、数据结果、理论和应用研究成果,简述了当前在研的自主火星空间环境探测目标以及规划中的未来深空探测任务,并根据当前国际发展态势,及我国在研、规划中的月球及深空探测任务情况,分析了我国月球及深空空间环境探测的关键科学问题、载荷技术发展趋势、理论与模拟的研究需求,最后对深空环境探测进行了展望。 展开更多

关键词 空间环境 空间天气 深空探测 月球探测

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基于语义的空间环境信息服务组合技术研究

2

作者 王健 鲁国瑞 蔡燕霞 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期684-690,共7页

随着卫星技术的飞速发展,保障空间技术系统的运行安全对空间环境预报业务提出了更高要求.本文根据空间环境信息服务中数据及模型资源分布式集成与共享的现状,针对空间环境预报数据智能化、自动化生成的需求,将Web服务技术及语义服务组... 随着卫星技术的飞速发展,保障空间技术系统的运行安全对空间环境预报业务提出了更高要求.本文根据空间环境信息服务中数据及模型资源分布式集成与共享的现状,针对空间环境预报数据智能化、自动化生成的需求,将Web服务技术及语义服务组合技术应用到空间环境信息服务中.根据空间环境领域特点,提出了空间环境领域的语义相似度计算方法,并采用基于语义相似度的方法实现空间环境信息服务的自动组合. 展开更多

关键词 空间环境预报 WEB服务 语义相似度 服务组合

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临近空间多普勒激光雷达技术及其应用(特邀) 被引量：10

3

作者 闫召爱 胡雄 +5 位作者 郭文杰 郭商勇 程永强 张炳炎 陈志芳 赵尉博 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期28-37,共10页

研制了车载钠荧光散射多普勒激光雷达和车载532 nm瑞利散射多普勒激光雷达用于测量临近空间大气温度和风场。在钠荧光散射多普勒激光雷达中使用了三频比率多普勒测量方法获得80~100 km的温度和风场。在532 nm瑞利散射多普勒激光雷达中,... 研制了车载钠荧光散射多普勒激光雷达和车载532 nm瑞利散射多普勒激光雷达用于测量临近空间大气温度和风场。在钠荧光散射多普勒激光雷达中使用了三频比率多普勒测量方法获得80~100 km的温度和风场。在532 nm瑞利散射多普勒激光雷达中,使用碘分子吸收线边缘技术测量70 km以下的风场,使用积分方法测量80 km以下的温度。在距离分辨率为1 km、时间分辨率为1 h情况下,40 km处的大气温度、风速测量不确定度约为0.2 K和0.4 m/s;70 km处约为1.5 K和5.5 m/s;92 km处约为0.3 K和1.0 m/s。这两部激光雷达已经在北京、青海、甘肃等地进行了长期观测,应用于临近空间环境特性研究。 展开更多

关键词 临近空间 多普勒激光雷达 风场 温度

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月球空间天气探测与研究进展

4

作者 罗冰显 张贤国 +23 位作者 孙天然 白先勇 韦飞 林瑞淋 李磊 张珅毅 孔令高 王馨悦 谢良海 彭松武 唐斌斌 张颖洁 徐秋予 冷双 冯鹏远 苏杨 甘为群 封莉 田晖 陈林杰 颜毅华 宋永亮 刘四清 邓元勇 《深空探测学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第2期159-168,共10页

稳定的天体地质构造、与地球合适的距离、无稠密大气和全球磁场,使得月球成为日地月空间天气监测和研究的天然优良实验室。回顾了国内外月球空间天气探测和研究进展,梳理了月球空间天气关键科学问题及预报应用问题,提出了建立月球空间... 稳定的天体地质构造、与地球合适的距离、无稠密大气和全球磁场,使得月球成为日地月空间天气监测和研究的天然优良实验室。回顾了国内外月球空间天气探测和研究进展,梳理了月球空间天气关键科学问题及预报应用问题,提出了建立月球空间天气监测站的构想,明确了监测站具体科学目标,并介绍了监测站三大系统构成及相互关系,包括监测系统、科学研究系统以及建模与预报系统。建立月球空间天气监测站对研究太阳爆发活动、日地月耦合关系以及月球局地环境的变化具有重要的科学意义,也有利于促进月球空间天气建模和预报技术的发展,提升未来月球科研探索任务空间环境保障能力。 展开更多

关键词 月球空间天气 月球空间天气探测和研究 月球空间天气监测站 月球空间天气预报

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HXMT卫星空间环境监测器及初步观测结果 被引量：1

5

作者 王春琴 沈国红 +4 位作者 张珅毅 常峥 袁斌 孙莹 孙越强 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期770-777,共8页

硬X射线调制望远镜(HXMT)卫星是中国首个专门进行天文探测的空间科学实验卫星,运行于高度约550 km、倾角约43°的低地球轨道.星载空间环境监测器为星上科学任务开展提供背景辐射实测资料.该监测器采用固体探测器望远镜系统和扇形阵... 硬X射线调制望远镜(HXMT)卫星是中国首个专门进行天文探测的空间科学实验卫星,运行于高度约550 km、倾角约43°的低地球轨道.星载空间环境监测器为星上科学任务开展提供背景辐射实测资料.该监测器采用固体探测器望远镜系统和扇形阵列全新组合设计,可获取轨道空间高能质子和高能电子能谱、方向综合动态结果,给出更为全面的粒子辐射分布图像.初步探测结果显示,卫星运行轨道遭遇的带电粒子辐射集中分布在经度80°W-20°E,纬度0°-40°S的南大西洋异常区,粒子辐射在该区域表现出不同程度的方向差异分布,高能电子方向差异分布显著强于高能质子.2017年9月空间环境扰动期间,爆发的太阳质子事件并未对该轨道粒子辐射产生影响,而地磁活动导致该轨道穿越经度120°W-60°E,纬度40°-43°N的北美上空和经度60°-120°E,纬度43°-40°S的澳大利亚西南区域时遭遇增强粒子辐射影响,增强的粒子辐射表现出极强的方向分布. 展开更多

关键词 HXMT卫星 空间环境监测器 辐射带 高能质子 高能电子

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基于权重的层次矢量量化体压缩算法及其在空间环境中的应用 被引量：1

6

作者 包黎莉 蔡燕霞 +3 位作者 林瑞淋 刘四清 师立勤 曹勇 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期425-430,共6页

空间环境数据可视化是空间环境预报和服务的重要手段.目前基于矢量量化的压缩体绘制算法均只考虑了数据特点和压缩效果,并未结合具体应用需求.为适应空间环境体数据可视化具体应用需求,提出了一种应用驱动的压缩体绘制算法——基于权重... 空间环境数据可视化是空间环境预报和服务的重要手段.目前基于矢量量化的压缩体绘制算法均只考虑了数据特点和压缩效果,并未结合具体应用需求.为适应空间环境体数据可视化具体应用需求,提出了一种应用驱动的压缩体绘制算法——基于权重的层次矢量量化算法(WHVQ).算法将体数据划分为4~3的数据块,并为数据块设置权重,重点关注区域的数据块赋予相对较大的权重值.然后,对各数据块用三层结构表示.最后,对次高层和最高层分别采用基于权重的主成分分析分裂法产生初始码书,并采用基于权重的LBG算法进行码书优化和量化.实验结果表明,该算法能够在保证整体压缩效果的同时,提升局部重点关注区域的重构质量. 展开更多

关键词 体绘制 体压缩 矢量量化 空间环境数据

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全球空间天气路线图及对中国的启示 被引量：2

7

作者 刘四清 罗冰显 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期275-282,共8页

随着科技的发展,空间天气对电力系统、通信导航系统和航天资产等遍布全球的技术基础设施的影响越来越深.需要加强对空间天气事件过程的理解,提升空间天气的预报能力,优化基础设施设计,从而减缓空间天气对社会造成的影响.基于这些需求,... 随着科技的发展,空间天气对电力系统、通信导航系统和航天资产等遍布全球的技术基础设施的影响越来越深.需要加强对空间天气事件过程的理解,提升空间天气的预报能力,优化基础设施设计,从而减缓空间天气对社会造成的影响.基于这些需求,国际空间研究委员会(COSPAR)联合国际与日共存计划(ILWS)共同成立专家组,研究制定了全球2015-2025空间天气发展路线图.本文对该路线图进行介绍和解读,讨论该路线图对中国空间天气发展的启示. 展开更多

关键词 空间天气 空间环境 路线图

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近月空间带电粒子环境——“嫦娥1号”“嫦娥2号”观测结果 被引量：6

8

作者 王馨悦 张爱兵 +2 位作者 荆涛 孔令高 张珅毅 《深空探测学报》 2019年第2期119-126,共8页

"嫦娥1号"(CE-1)、"嫦娥2号"(CE-2)都安装了1台太阳高能粒子探测器(High-energetic Particles Detectors,HPD)和2台太阳风离子探测器(Solar Wind Ion Detectors,SWIDs),进行了月球轨道200 km和100 km空间环境探测,... "嫦娥1号"(CE-1)、"嫦娥2号"(CE-2)都安装了1台太阳高能粒子探测器(High-energetic Particles Detectors,HPD)和2台太阳风离子探测器(Solar Wind Ion Detectors,SWIDs),进行了月球轨道200 km和100 km空间环境探测,获得了月球轨道空间高能带电粒子(质子、电子和重离子)能谱随时间的演化特征、等离子体与月球相互作用特征以及太阳风离子速度、密度和温度参量。空间环境探测数据分析结果表明:太阳活动低年、空间环境扰动水平相对较低、月球处于太阳风中时,近月空间带电粒子环境的基本特征与行星际空间相比变化不大。CE-1、CE-2在轨运行期间,发现了多起0.1~2 MeV能量电子急剧增加事件,这些事件发生在月球从太阳风运动到磁尾的所有空间区域,其中20%的事件伴随着卫星周围等离子体离子加速。模拟和统计研究表明:能量电子急剧增加使得绕月卫星和月球表面电位大幅下降导致了离子加速现象的发生;能量电子总流量大于1011 cm-2时,绕月卫星和月球表面充电电位可达负的上千伏。此外,月表溅射与反射太阳风离子、太阳风"拾起"离子等空间环境事件的发现,揭示了太阳风离子和月球存在复杂的相互作用过程。 展开更多

关键词 嫦娥1号 嫦娥2号 太阳高能粒子探测器 太阳风离子探测器 月球

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一种返回电子式的月表电场探测技术

9

作者 金菲凡 刘超 +2 位作者 张贤国 张爱兵 王文静 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1106-1119,共14页

提出了一种原位探测月表电场的新技术及相应计算方法,以满足探测南极月面电场环境特性的需求.根据仿真结果,月表电场精细测量需要低能散、高电流的平行电子束发射能力,设计的低能层流电子枪在10^(–8)~10^(–5) A的发射电流下,能散<0... 提出了一种原位探测月表电场的新技术及相应计算方法,以满足探测南极月面电场环境特性的需求.根据仿真结果,月表电场精细测量需要低能散、高电流的平行电子束发射能力,设计的低能层流电子枪在10^(–8)~10^(–5) A的发射电流下,能散<0.4 eV,且随发射电流减弱而降低;通过控制发射电流、调整阳极孔径,可对电流进行调控;采用pierce电子枪的阴阳极结构和静电透镜对电子束的平行度进行进一步控制,仿真显示10^(–7) A电子束的扩散效果较弱,各方面性能符合探测需求.此外,构建通过电子束返回时间测量垂直电场的探测方式,模拟验证月表光照区向上发射电子束时相应的电场计算结果可反映背景电场,返回电子式月表电场探测技术达到了执行月表电场测量所需的要求. 展开更多

关键词 月表电场 月球南极 表面充电 低能电子束 电子枪 数值仿真

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大气空间和季节性气候特征对RLV升力式再入飞行的影响

10

作者 杜涛 廖雨舟 +4 位作者 张曙光 程旋 胡雄 李静琳 王紫扬 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期81-90,共10页

为提升重复使用运载器(RLV)竞争力精细化设计边界,在融合3颗卫星载荷采集的大气数据基础上,采用大/小尺度扰动分别建模的方法,建立了沿RLV再入飞行轨道的全域参考大气模型,开展了大气密度空间性和季节性(1月、4月、7月和10月)气候变化... 为提升重复使用运载器(RLV)竞争力精细化设计边界,在融合3颗卫星载荷采集的大气数据基础上,采用大/小尺度扰动分别建模的方法,建立了沿RLV再入飞行轨道的全域参考大气模型,开展了大气密度空间性和季节性(1月、4月、7月和10月)气候变化对跟踪RLV高纬度升力式再入标准轨道的影响分析。结果显示季节性和轨道空间性变化带来的大气密度偏差特性和散布特性,会强烈影响跟踪标准轨道的终端分布特征。这表明引入大气参考模型可以提升RLV性能,降低运行成本。 展开更多

关键词 重复使用运载器(RLV) 再入飞行 参考大气模型(GRAM) 季节性气候特征

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全日面机器学习耀斑业务预报

11

作者 李铭 崔延美 罗冰显 《空间科学学报》 北大核心 2025年第1期82-90,共9页

太阳耀斑预报是空间环境预报中的一项重要内容.目前所构建的深度学习耀斑预报模型大都是基于活动区磁图构建的.受到投影效应的影响,这类模型仅能对太阳中心区域的活动区进行预报,难以满足全日面耀斑业务预报的需求.基于太阳活动传统参量... 太阳耀斑预报是空间环境预报中的一项重要内容.目前所构建的深度学习耀斑预报模型大都是基于活动区磁图构建的.受到投影效应的影响,这类模型仅能对太阳中心区域的活动区进行预报,难以满足全日面耀斑业务预报的需求.基于太阳活动传统参量,研究统计了活动区磁类型、面积,耀斑爆发历史以及F_(10.7)与耀斑发生的关系,利用全连接神经网络构建了适用于全日面活动区的太阳耀斑业务预报模型,该模型可以预报未来48 h内活动区≥M级耀斑的爆发情况.该模型与已往搭建的深度学习预报模型进行比较,结果表明本文建立的业务预报模型预报性能略优.同时,结果表明投影效应对本研究搭建的耀斑预报模型影响不大.该模型为耀斑业务预报提供了有效工具. 展开更多

关键词 耀斑 业务预报 机器学习 全日面活动区

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基于风云三号E星探测的黄昏时热层大气成分比值季节转换研究

12

作者 石正 付利平 +1 位作者 江芳 毛田 《空间科学学报》 北大核心 2025年第1期113-124,共12页

中国的多颗风云三号卫星配备了电离层光度计,能探测到OI 135.6 nm和N_(2) LBH带的气辉辐射积分通量,并计算出135.6/LBH比值.风云三号E星作为第二代近极地太阳同步轨道卫星,特别适合晨昏轨道的气辉观测.该比值与热层大气成分中[O]/[N_(2)... 中国的多颗风云三号卫星配备了电离层光度计,能探测到OI 135.6 nm和N_(2) LBH带的气辉辐射积分通量,并计算出135.6/LBH比值.风云三号E星作为第二代近极地太阳同步轨道卫星,特别适合晨昏轨道的气辉观测.该比值与热层大气成分中[O]/[N_(2)]比值成正比,反映了影响电离层电子密度变化的重要参数.利用风云三号E星近两年的数据,分析了中低纬地区135.6/LBH比值及相应参量的季节转换规律.结果显示,OI 135.6 nm和N_(2) LBH带辐射强度的季节变化以冬季和夏季为主,在春秋两季快速转变,且这种变化随纬度而异.135.6/LBH比值在春秋季也出现快速转换,但其峰值和谷值时期与前述两种辐射强度不同.中纬度地区表现为冬季高、夏季低的季节特征,而赤道附近则相反,呈现半年变化周期.研究还发现,135.6/LBH比值的季节转换存在不对称性,受纬度和半球的影响显著.这些结果证明,风云卫星电离层光度计对热层大气成分比的季节、纬度和半球变化可以进行有效探测,为电离层热层的研究、建模以及空间天气预报提供了重要依据. 展开更多

关键词 风云三号卫星 气辉 热层 季节变化

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一种基于北斗三号系统的GNSS-R海面干涉测高技术 被引量：4

13

作者 王冬伟 孙越强 +4 位作者 王先毅 白伟华 杜起飞 夏俊明 韩英 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期492-499,共8页

GNSS-R干涉测高技术可用于中尺度海面高度观测,具有空间分辨率高、测量精度高等优势。与传统的GNSS-R本地码测高技术相比,GNSS-R干涉测高技术可以有效提升高度测量精度。虽然GNSS-R干涉测高技术已有一些研究,但是基于北斗三号的干涉测... GNSS-R干涉测高技术可用于中尺度海面高度观测,具有空间分辨率高、测量精度高等优势。与传统的GNSS-R本地码测高技术相比,GNSS-R干涉测高技术可以有效提升高度测量精度。虽然GNSS-R干涉测高技术已有一些研究,但是基于北斗三号的干涉测高应用还很少。本文根据GNSS-R干涉测高技术优势,针对北斗三号系统在干涉测高技术上的应用,研发了支持北斗三号的GNSS-R干涉测高接收机并描述了整体架构及实现。利用所研发的接收机进行水面干涉测高试验,首次获取了北斗三号B1和B2干涉测高波形,与传统GPS L1和北斗B1本地码测高波形进行对比。对两种方法计算出的水面高度进行对比,结果显示北斗三号干涉测高精度明显优于GPS L1和北斗B1传统本地码测高精度。 展开更多

关键词 GNSS-R 北斗三号 干涉测高技术 本地码测高技术

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一种低能量远焦距电子枪技术 被引量：2

14

作者 吴伟 刘超 +2 位作者 张贤国 张爱兵 孙越强 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期144-155,共12页

针对可移动非接触式月球表面电位探测器的电位无扰动测量单元对低能远焦电子束的需求,设计了低能远焦电子枪。以平板二极管电子枪为电子源,匹配两个静电聚焦透镜,将电子源引出的发散电子束聚焦为需要的形状,并加速至所需能量。优化电子... 针对可移动非接触式月球表面电位探测器的电位无扰动测量单元对低能远焦电子束的需求,设计了低能远焦电子枪。以平板二极管电子枪为电子源,匹配两个静电聚焦透镜,将电子源引出的发散电子束聚焦为需要的形状,并加速至所需能量。优化电子枪的几何参数以及施加在电极上的电位,电子枪引出的电子束能量在5~500 eV内,并且具有良好的电子光路特性。电子束能量为5 eV时,初始半径r为5 mm,束腰至电子枪出口的距离p约为133 mm。随着能量增加,r逐渐减小至500 eV时的3 mm左右,p逐渐减小至105 mm。电子束经月球表面电场反射被电子收集平极接收,仿真数据和理论分析结果均表明,电子枪的工作距离为400~600 mm,平板接收的电子占发射电子比例在96%以上。电子枪结构质量仅408 g,满足探测器对电子枪的质量需求。 展开更多

关键词 月球表面电位探测器 低能远焦电子枪 静电透镜 数值仿真

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第21~24太阳周4类空间天气事件爆发特征统计分析 被引量：2

15

作者 苗娟 李志涛 +1 位作者 任廷领 王昕 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期849-857,共9页

对第21~24太阳周不同等级的太阳X射线耀斑事件、太阳质子事件、地磁暴事件及高能电子增强事件的爆发频次特征进行统计,结果表明:太阳周耀斑爆发的总数量与该太阳周的黑子数峰值呈正比,耀斑总数、X级耀斑事件数与峰值的相关系数分别为0.9... 对第21~24太阳周不同等级的太阳X射线耀斑事件、太阳质子事件、地磁暴事件及高能电子增强事件的爆发频次特征进行统计,结果表明:太阳周耀斑爆发的总数量与该太阳周的黑子数峰值呈正比,耀斑总数、X级耀斑事件数与峰值的相关系数分别为0.974,0.997;太阳质子事件主要发生在峰年前后1~2年,约占总发生次数的80%,峰值通量大于10pfu(1 pfu=1 cm^(-2)·sr^(-1)·s^(-1))的质子事件中,84%伴有耀斑爆发,并且主要伴随M或X级耀斑,少量伴随C级耀斑,峰值通量大于1000pfu的质子事件中,98%伴随M或X级耀斑,并且以X级耀斑为主;第21,22,23和24太阳周发生地磁暴最频繁的时间分别在1982,1991,2003年和2015年,分别滞后黑子数峰值时间3年、2年、2年和1年;72%的高能电子增强事件发生在太阳周下降期,24%的高能电子增强事件发生在太阳周上升期. 展开更多

关键词 太阳周 太阳X射线耀斑 太阳质子事件 地磁暴 高能电子增强事件

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基于氧气A波段临近空间大气温度反演的贝叶斯与最小二乘法对比 被引量：1

16

作者 杨晓君 李叶飞 +2 位作者 王后茂 王咏梅 付建国 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期769-777,共9页

基于氧气A波段的临边辐射模拟数据进行临近空间大气温度廓线的反演,分析比较了贝叶斯和最小二乘两种不同反演算法的特点.80km以下,信噪比为66~337时:基于贝叶斯理论反演的三条谱线761.59,762.2,764.05nm的反演误差平均值分别为5.52,3.94... 基于氧气A波段的临边辐射模拟数据进行临近空间大气温度廓线的反演,分析比较了贝叶斯和最小二乘两种不同反演算法的特点.80km以下,信噪比为66~337时:基于贝叶斯理论反演的三条谱线761.59,762.2,764.05nm的反演误差平均值分别为5.52,3.94,4.73K;采用最小二乘法的反演误差平均值分别为10.57,7.04,8.80K.信噪比为6~34时:基于贝叶斯理论反演的三条谱线的反演误差平均值分别为18.27,12.18,18.27K;采用最小二乘法的反演误差平均值分别为103.18,68.79,85.98K.研究结果表明,基于贝叶斯理论的反演方法,利用先验信息对反演结果进行约束和修正,在有噪声的情况下获得了更合理的解,从而提高了反演精度和抗干扰能力.这为星载探测临近空间大气温度的算法研究和开发提供了参考,也为提高光谱仪器信噪比并进而提高温度反演精度提供了理论基础. 展开更多

关键词 氧气A波段 临近空间 温度反演

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太阳系边际探测任务的科学载荷配置研究 被引量：3

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作者 张爱兵 李晖 +7 位作者 孔令高 张珅毅 付利平 薛洪波 杨建峰 何志平 王玲华 李延伟 《深空探测学报（中英文）》 2020年第6期545-553,共9页

针对我国目前正在论证的太阳系边际探测任务的科学目标,提出了科学载荷配置建议,包括场、粒子和光学3大类共10台载荷,给出了载荷的性能指标需求及重量和功耗等工程需求。各载荷的方案兼顾指标先进性和研制周期紧迫性,集中了国内多个单... 针对我国目前正在论证的太阳系边际探测任务的科学目标,提出了科学载荷配置建议,包括场、粒子和光学3大类共10台载荷,给出了载荷的性能指标需求及重量和功耗等工程需求。各载荷的方案兼顾指标先进性和研制周期紧迫性,集中了国内多个单位的技术优势,具有较好的技术基础和继承性。针对该超远距离探测任务,提出了载荷小型化和低功耗、高可靠和长寿命、科学数据处理和压缩等共性关键技术及初步解决方案。载荷配置主要立足国内,同时结合已有的国际合作基础,国际合作将会发挥更大作用。 展开更多

关键词 太阳系边际探测 科学载荷 载荷小型化

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星载高层大气风场原位探测技术与测试分析

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作者 王馨悦 杜丹 +4 位作者 张爱兵 刘超 孔令高 田峥 郑香脂 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1104-1112,共9页

采用平板型碳纳米管冷阴极作为电子发射体,基于电子发射材料的性能与几何特征,设计了以直流电子枪为结构基础的均匀场离子源,在栅极和阳极间设计聚焦极,阳极与电离区之间增加双层屏蔽栅网形成电场,对离子和电子产生区进行有效分离,确保... 采用平板型碳纳米管冷阴极作为电子发射体,基于电子发射材料的性能与几何特征,设计了以直流电子枪为结构基础的均匀场离子源,在栅极和阳极间设计聚焦极,阳极与电离区之间增加双层屏蔽栅网形成电场,对离子和电子产生区进行有效分离,确保出射电子束的能量单一且方向一致,并结合具有较高速度分辨率的阻滞势速度分析器,研制了可获取高精度中性风速的星载高层大气风场原位探测仪(SSTNWI)。仿真计算和对实物的测试分析表明,风速测量误差在平均风速100 m/s时仅为10%左右,高于“通信/导航中断预报系统”卫星(C/NOFS)的轨道风传感器,中性风速测不准引起的轨道预报误差可下降到优于1.0%,未来有望应用于火星等行星和地球卫星的大气探测任务。 展开更多

关键词 轨道风 高层大气 中性风 原位探测 风场探测

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一种基于TOF×E方法的空间中能离子探测器设计与仿真

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作者 张伟杰 沈国红 +2 位作者 张珅毅 张贤国 叶依众 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期340-351,共12页

对空间中几十keV到几MeV的中能离子进行成分、能谱和角分布进行测量,具有重要的科学价值和应用意义。中国在载人登月等深空探测计划中明确提出了对中能离子的探测需求,但当前尚未掌握中能离子测量技术。本文提出了一种基于SEE TOF×... 对空间中几十keV到几MeV的中能离子进行成分、能谱和角分布进行测量,具有重要的科学价值和应用意义。中国在载人登月等深空探测计划中明确提出了对中能离子的探测需求,但当前尚未掌握中能离子测量技术。本文提出了一种基于SEE TOF×E方法的中能离子探测器方案,方案包括复合材料二次电子薄膜、电极、位置灵敏MCP探测器和SSD等核心部件的设计,可同时实现对5个方向的中能离子和4个方向的中能电子的测量。结合目前空间粒子探测载荷可实现的硬件时间分辨率、能量分辨率和仿真计算结果,可以发现,该设计可以在40 keV~5 MeV能量范围实现中能离子能谱测量;并能够对40 keV~5 MeV的H离子,45 keV~5MeV的He离子,130 keV~5 MeV的O离子和240 keV~5 MeV的Fe离子进行离子成分分辨;同时可实现对20~500 keV的电子进行能谱测量。 展开更多

关键词 飞行时间法 质量分辨率 中能离子 中能电子 深空探测

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GNSS极化测量降雨正演模拟与实验对比

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作者 苏豆豆 白伟华 +2 位作者 杜起飞 孙越强 谭广远 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期961-972,共12页

研究证明,全球导航卫星系统(GNSS)极化无线电掩星(PRO)技术可以用于探测降雨。利用GPM DPR降雨率数据与PAZ卫星极化相移观测数据匹配,筛选出代表性降雨事件。通过选用TB等7种雨滴形状和MP等5种雨滴谱模型,采用T矩阵法对各事件进行正演,... 研究证明,全球导航卫星系统(GNSS)极化无线电掩星(PRO)技术可以用于探测降雨。利用GPM DPR降雨率数据与PAZ卫星极化相移观测数据匹配,筛选出代表性降雨事件。通过选用TB等7种雨滴形状和MP等5种雨滴谱模型,采用T矩阵法对各事件进行正演,并分析PAZ极化相移的线性校正值、天线相位校正值与正演模拟值之间的关系。对比分析得出线性校正值、相位校正值与模拟值的相关系数分别为0.9994和0.9933,均方根差分别为0.3429和1.2765。模拟值与实测值之间高度相关,且更接近线性校正值。进一步的研究表明,模拟降雨率在1 mm·h^(–1)以下的事件时,雨滴谱采用MP或JD分布,雨滴形状采用SC或PB的模拟精度更高;降雨率在1 mm·h^(–1)以上的事件,雨滴谱采用MP或SS分布,雨滴形状采用TB的模拟结果最优。 展开更多

关键词 极化相移 极化无线电掩星 降雨 正演

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