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2017年  第37卷  第4期

前沿动态
哈勃常数之争或改写宇宙学定律
郭世杰
2017, 37(4): 369-369.
摘要:
Chandra等可能发现距离黑洞最近恒星
郭世杰
2017, 37(4): 369-369.
摘要:
Swarm团队公布地球岩石圈磁场详细地图
郭世杰
2017, 37(4): 370-370.
摘要:
VAP发现内辐射带相对论电子数量低于预期
郭世杰
2017, 37(4): 370-370.
摘要:
俄美研究Venera-D任务科学目标
范唯唯
2017, 37(4): 371-371.
摘要:
Rosetta对Aswan悬崖崩塌的观测揭示彗星原始冰冻内部
韩淋
2017, 37(4): 371-371.
摘要:
Sentinel-2B卫星发射成功
范唯唯
2017, 37(4): 371-371.
摘要:
NASA报道GRACE卫星在轨15年的重要科学发现
范唯唯
2017, 37(4): 372-372.
摘要:
首枚重复使用的猎鹰火箭发射成功
王海名
2017, 37(4): 372-372.
摘要:
发展战略
俄罗斯《2025年前ROSCOSMOS发展战略》
范唯唯
2017, 37(4): 374-375.
摘要:
NASA公开载人火星探索计划
韩淋, 范唯唯, 王海名
2017, 37(4): 376-376.
摘要:
NASA“天体物理探测器任务概念研究”调研报告
白青江, 任丽文, 范全林
2017, 37(4): 377-377.
摘要:
中国空间科学任务概念建议征集完成
曹松, 李明, 张晓雯
2017, 37(4): 378-378.
摘要:
政策研讨
NASA 2017预算授权法案对推动中国空间科学发展的启示
任丽文, 白青江, 尤亮
2017, 37(4): 379-380.
摘要:
研究论文
第24太阳活动周地球附近磁云与非磁云事件的统计分析
娄飞, 叶煜东
2017, 37(4): 381-394. doi: 10.11728/cjss2017.04.381
摘要:
为研究第24太阳活动周中磁云(Magnetic Clouds,MC)与非磁云(Non-Magnetic Clouds,non-MC)的等离子体性质及其对空间天气的影响,使用1AU处的观测数据对2008-2015年168个ICME事件进行统计与分析,其中认证出磁云事件68个,占总数的40.48%.通过分析磁云与非磁云等离子体参数对空间天气环境的影响及与太阳活动的关系,整体性质的对比及在第23和24太阳活动周中性质的对比,可以发现:在第24太阳周中,磁云引起的磁暴强度普遍大于非磁云,南北向磁场分量是引起磁暴的重要参数;磁云数和太阳黑子数有很好的相关性,非磁云数与行星际日冕物质抛射总数及黑子数的相关性稍弱,磁云数在太阳周的不同阶段表现出不同的分布特性;磁云的磁场强度和南向磁场分量整体强于非磁云,两者质子温度、密度等参数差异不大.第24周磁云事件引起的地磁效应整体上弱于第23周磁云事件,这与第24周磁云事件最大南向磁场分量、传播速度以及质子温度整体小于第23周磁云事件有关.
辐射带AP9模式在南大西洋异常区的系统性量化评估
马杰, 方涵先, 王世金, 王栖溪, 翁利斌, 敬文琪, 郭哲
2017, 37(4): 395-402. doi: 10.11728/cjss2017.04.395
摘要:
针对目前辐射带AP9模式量化评估不够系统的问题,基于F10.7指数确定高、中、低太阳活动水平,以三种太阳活动水平条件下NOAA-15观测的140~500MeV的全向质子通量为参考数据,以南大西洋异常区为对比区域,定义边界吻合度和大小量级差为评估指标,将辐射带AP9模式分别与AP8模式和参考数据进行对比,对AP9模式进行系统性量化评估.结果表明,AP8和AP9模式均能重构出南大西洋异常区,但AP8模式重构的南大西洋异常区轮廓与观测结果更为吻合.平均而言,AP8和AP9模拟结果均比观测值高,AP8比AP9更接近观测值.太阳活动水平越低,AP9与观测之间的差距越小.
背景条件对低电离层预加热幅度调制的影响
杨鼎, 方涵先, 汪四成
2017, 37(4): 403-413. doi: 10.11728/cjss2017.04.403
摘要:
基于电离层连续性方程和能量方程,建立了预加热模式下低电离层幅度调制加热理论模型,研究预加热阶段电离层电子密度和调制阶段电流随预加热时间的变化,探讨不同背景条件对幅度调制产生的极低频/甚低频(ELF/VLF)电磁波强度的影响.结果表明,预加热调制在90~100km高度效果较好,在夜间进行预加热调制激发的ELF/VLF强度增幅不明显,各季节中在春季调制强度增幅最大,太阳高年预加热调制比太阳低年的效果好,低纬地区强度增幅远大于中纬地区强度增幅.在一定加热条件下(有效辐射功率200MW,频率1kHz),不同背景条件(除夜间外)下的预加热幅度调制模式在考虑能耗情况下,均在预加热10s时效果最好.
华南地区电离层闪烁与TEC耗空的时间和空间分布统计分析
黄荣泽, 徐杰, 邓琨, 黄江, 邓柏昌, 全宏俊
2017, 37(4): 414-423. doi: 10.11728/cjss2017.04.414
摘要:
利用位于赤道异常区的深圳站(22.59°N,113.97°E)2011年1月至2012年12月及2015年1月至2015年12月监测到的GPS-TEC数据,统计分析华南地区电离层闪烁与TEC耗空同时出现、电离层闪烁单独出现和TEC耗空单独出现3种现象的时间和空间分布特性.结果表明:这3种现象均主要发生在春秋季节;闪烁与TEC耗空同时出现、闪烁单独出现和TEC耗空单独出现分别主要发生在纬度为19°-23°N,21°-24°N和24°-26°N的空间区域.探测到闪烁和TEC耗空同时出现、闪烁单独出现和TEC耗空单独出现的时间分别主要分布在20:00LT-22:00LT,21:00LT-23:00LT和22:30LT-23:30LT.闪烁与TEC耗空同时出现、闪烁单独出现和TEC耗空单独出现3种现象的时间和空间分布特性对应了华南地区不规则体和赤道等离子体泡(EPBs)从产生到消失的演变过程.
2012年7月海口与北京大气钠层观测
张铁民, 王继红, 王林茂, 陈学明, 吴建清, 邹旭, 彭鸿雁
2017, 37(4): 424-431. doi: 10.11728/cjss2017.04.424
摘要:
2012年7月海南激光雷达站(20°N,110°E)和北京激光雷达站(40°N,116°E)同时进行观测,对比低纬和中纬度中高层大气钠层分布及密度变化特性.两地使用相同的Nd:YAG激光器和泵浦染料激光器产生589nm激光,设定相同的激光参数,使用相同的直径1000mm的望远镜接收钠层的光子回波.两地均观测到突发钠层和双钠层事件.其中:海口观测到突发钠层事件9个,双钠层事件1个;北京观测到突发钠层事件1个,双钠层事件4个.分析海口和北京同一天夜间观测的大气钠层特性,对比两地同时观测到的钠层高度与密度的不同变化,发现当天夜间低纬度地区海口市上空钠层出现双钠层结构,持续时间123min,但是北京上空钠层没有发现该结构.
平流层爆发性增温事件中大气准16日行星波
朱露, 姜国英, 徐寄遥, 陈金松, 胡连欢, 宁百齐
2017, 37(4): 432-441. doi: 10.11728/cjss2017.04.432
摘要:
2014年1月上中旬高纬平流层发生弱增温事件,增温幅度约25K,纬向西风减弱并于2月初转向.行星波在平流层爆发性增温(SSW)事件产生中具有重要作用.利用北半球近东经120°链上中低纬5个流星雷达探测的风场数据,研究了此SSW事件发生前和发生期间中间层和低热层区(MLT)大气风场的行星波状况.结果显示,极区平流层增温前MLT区大气呈现出明显增强的准16日波动,增温达到最大时,16日波也最强,表明中低纬MLT区的行星波变化与SSW事件存在耦合关系.进一步利用欧洲中心平流层再分析资料数据,分析SSW期间北半球平流层的波动和零风线状况,发现平流层准16日波和零风线随时间由低纬向高纬移动,反映出16日波与SSW之间存在某种动力学联系.
近地微电离大气中阿尔芬波的截止
刘明伟, 张禹涛, 李艳华
2017, 37(4): 442-447. doi: 10.11728/cjss2017.04.442
摘要:
利用全电流双流体模型分析了地面磁扰动信号在近地层大气中的传播.结果表明磁扰动信号的传播模式受中性粒子elax-elax离子碰撞频率、磁扰动频率、磁粘滞系数以及大气离化系数等参数的影响.中性粒子碰撞效应导致近地层大气中不存在阿尔芬波传播通道.当磁扰动频率远小于0.001Hz时,磁扰动传播存在趋肤效应,且在近地大气中从高往下逐渐增强;当磁扰动频率远大于0.001Hz时,磁扰动以类似于真空电磁波的模式在近地大气中传播.
Chebyshev不等式在空间碎片碰撞概率置信度中的应用
沈丹, 杨旭, 吴相彬, 刘静
2017, 37(4): 448-454. doi: 10.11728/cjss2017.04.448
摘要:
空间碎片的碰撞预警与规避能有效避免碰撞事件的发生.碰撞概率是碰撞预警的主要判据,也是航天器规避机动决策的主要依据.由于计算碰撞概率的各相关参数带有误差,导致计算得到的碰撞概率值并不准确,难以做出规避机动决策,因此评估碰撞概率值的可信程度是亟需解决的问题.本文给出了一种碰撞概率置信度的计算方法,利用各影响参数的标准差,通过误差传递的方法计算碰撞概率的标准差,结合单边Chebyshev不等式,给出碰撞概率值大于10-4阈值时的置信度,并结合实际案例进行了分析.
微重力下加热面尺寸对气泡动力学行为的影响
齐宝金, 魏进家, 王雪丽, 赵建福
2017, 37(4): 455-467. doi: 10.11728/cjss2017.04.455
摘要:
为揭示微重力环境下加热表面尺寸对气泡动力学行为的影响,通过对比实验研究了不同热流密度条件下两种尺寸芯片表面核态沸腾过程中气泡的动力学行为.结果表明,低热流密度时两种尺寸芯片表面均能维持典型的孤立气泡沸腾,气泡生长合并过程缓慢,仅大芯片表面气泡脱落,并且体积达到小芯片气泡的3.4倍.两芯片在中等热流密度下均呈稳定的核态沸腾,气泡生长合并加速、脱离频率升高.大芯片表面气泡脱离次数明显高于小芯片,脱离气泡产生的尾流效应减小了后续气泡的脱离直径,进而有效抑制了气泡底部干斑的形成.高热流密度时,小芯片处于膜态沸腾状态,沸腾换热显著恶化;而大芯片表面仍能维较持稳定的核态沸腾.因此,增大芯片尺寸能有效促进气泡脱离,提高临界热流密度.继续升高大芯片热流至临界热流密度之上,虽然进入膜态沸腾换热状态,但是气泡无法完全覆盖芯片表面且可缓慢滑移,从而缓和了芯片温度上升速率.
伪距波动原因中的星体多径因素排除
高帅, 徐赟, 杨华峰, 刘建成
2017, 37(4): 476-483. doi: 10.11728/cjss2017.04.476
摘要:
针对卫星可视弧段内伪距测量异常波动现象,从信号质量监测角度研究了卫星可视弧段内导航信号测距偏差变化问题,确认伪距波动是否由星体多径引起.利用大口径天线跟踪北斗卫星,采用两套采集设备实现了卫星可视弧段内的B1频点信号多次高载噪比采集,根据基于参考波形的测距偏差估计方法分别处理多组采集数据,获得了不同仰角上的测距偏差.在一个仰角下的采集数据,当滤波器带宽远远大于信号带宽时,采样率与下变频器均不同的两套采集设备获得的测距偏差相同,且测距偏差均与相关间距及滤波器带宽有关,但当滤波器带宽超过15MHz后,测距偏差的差异可以忽略.比较不同仰角下的测距偏差,在卫星可视弧段内测距偏差变化很小,因此认为星体多径引起卫星可视弧段内信号质量的变化不是伪距测量异常波动的原因.
中性原子成像仪的定标测试
路立, 余庆龙, 张焕新, 荆涛, 杨垂柏
2017, 37(4): 484-489. doi: 10.11728/cjss2017.04.484
摘要:
中性原子成像仪(NAIS-H)获取的高时空分辨率图像可为地球空间磁暴和亚暴过程的各类机制研究提供全景式的空间粒子分布数据,为磁层与电离层耦合、磁层能量耗散等MIT(磁层elax-elax电离层elax-elax热层耦合小卫星星座探测计划)科学研究任务提供重要的数据支撑.探测器的标定是研制过程的一个重要技术环节,是日后空间探测数据分析和反演基本依据.本文利用模拟信号源对中性原子成像仪原理样机的前端电子学系统进行了能谱定标,并利用电子加速器对标定的能谱进行了辐射测试验证.
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
2017, 37(4): 490-498. doi: 10.11728/cjss2017.04.490
摘要:
量子科学卫星有效载荷激光链路需要有一条上下行射频高速通信链路作为激光链路的量子秘钥分发途径.构建了量子科学卫星上下行射频链路的物理层硬件和算法,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1.024Mbit·s-1,下行采用SRRC-OQPSK和GMSK调制,速率达到4Mbit·s-1.经过与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(自动增益控制)能力大于43dB,在-96dBm接收信号电平条件下的实际传输误码率优于1×10-9.在轨试验验证证明,射频信道物理层设计方案满足量子科学实验任务要求.
具有死区特性的空间机器人基于干扰观测器的L2反步控制
戴巧莲, 陈力
2017, 37(4): 499-506. doi: 10.11728/cjss2017.04.499
摘要:
研究了载体位置及姿态均不受控时空间机器人在惯性空间中的轨迹跟踪问题.考虑到系统存在参数不确定及死区特性等情况,提出了一种基于干扰观测器的L2反步控制方案.结合拉格朗日方程和系统Jacobi关系矩阵建立系统的动力学模型.利用干扰观测器对系统建模误差进行观测补偿,并通过L2干扰抑制法对观测误差进行消除,同时采用死区模糊补偿器对系统死区特性造成的影响进行补偿.该控制方案不需要预知准确的惯性参数,不用对惯性参数进行线性化处理,并且不要求估计系统不确定项和死区参数的上界,从而简化了系统的控制.数值仿真证明了该控制方案的有效性.
科学家访谈
他在天舟的实验事关人类太空生育可能性干细胞资料纪家葵课题组实验——清华大学医学教授纪家葵专访
刘伟, 喻菲
2017, 37(4): 507-507.
摘要:
研究机构
空间天气学国家重点实验室
2017, 37(4): 508-509.
摘要: