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2018年  第38卷  第1期

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封面
前沿动态
“悟空”(DAMPE)获得迄今最精确的高能电子宇宙线能谱
王海名
2018, 38(1): 1-1.
摘要(445) PDF 232KB(599)
摘要:
人类首次探测到双中子星并合事件产生的引力波-太阳系探测
王海名
2018, 38(1): 1-1.
摘要(248) PDF 257KB(710)
摘要:
Dawn在轨10周年取得多项亮点发现-空间地球科学
韩淋
2018, 38(1): 2-2.
摘要(482) PDF 334KB(605)
摘要:
NASA研究表明印度成为全球SO2排放量最大的国家
范唯唯
2018, 38(1): 3-3.
摘要(428) PDF 290KB(692)
摘要:
中国开放碳卫星数据-空间生命科学
范唯唯
2018, 38(1): 4-4.
摘要(470) PDF 222KB(639)
摘要:
英国空间局遴选出3项人体科学研究项目
王海名
2018, 38(1): 4-4.
摘要(266) PDF 279KB(724)
摘要:
发展战略
欧盟加强地球观测能力建设
杨帆
2018, 38(1): 5-5.
摘要(453) PDF 312KB(673)
摘要:
英国空间局为SMILE提供300万英镑资助
范唯唯
2018, 38(1): 5-5.
摘要(232) PDF 269KB(555)
摘要:
NASA将重返月球并前往火星
李橙媛
2018, 38(1): 5-5.
摘要(260) PDF 250KB(566)
摘要:
中国发布《2017-2045年航天运输系统发展路线图》
范唯唯
2018, 38(1): 6-6.
摘要(1638) PDF 339KB(2207)
摘要:
政策研讨
美国国家科学院发布行星保护政策中期报告
韩淋
2018, 38(1): 7-7.
摘要(475) PDF 243KB(842)
摘要:
研究论文
全晕CME与太阳质子事件的关系
王聪, 崔延美, 敖先志, 罗冰显, 王晶晶, 刘四清
2018, 38(1): 9-18. doi: 10.11728/cjss2018.01.009
摘要(1434) PDF 7542KB(3259)
摘要:
日冕物质抛射（CME）是太阳质子事件的重要源头.CME的速度和源区位置是太阳质子事件产生的重要因素.通过统计最近5年全晕CME与太阳质子事件的关系发现，速度大且源区位置距离日面上连接地球磁力线足点近的全晕CME更易引发太阳质子事件，其中速度大于1200km…-1、角距离60°以内的样本引发太阳质子事件的概率最高.对3个未引发太阳质子事件的高速全晕CME进行了详细分析，发现CME的主体爆发方向和行星际磁场环境的变化也影响太阳质子事件的产生.因此，在太阳质子事件的实际预报中，综合CME爆发速度、源区位置、主体抛射方向和行星际环境等多个因素才能给出更准确的事件预报结果.
磁层顶通量传输事件轴向统计分析
李照宇, 陈涛
2018, 38(1): 19-28. doi: 10.11728/cjss2018.01.019
摘要(1149) PDF 2367KB(3200)
摘要:
磁层顶通量传输事件（Flux Transfer Event，FTE）与磁重联相关，其典型特征为磁场法向分量的双极变化.在不同FTE模型里，FTE结构可能为重联的通量管、由多X线重联形成的闭合磁通量绳或者由单X线重联形成的开放磁场环，从而在磁层顶有不同的整体位形.使用一种新的轴向分析方法，对Cluster在一个向阳面磁层顶穿越季观测到的505个FTE进行统计研究.结果表明：在磁层顶中低纬度的侧翼，大多数FTE轴向均为沿磁层磁力线方向即南北方向，少数FTE轴向沿着不同于磁层磁力线方向的东西方向；在高纬磁层顶，大多数FTE轴向沿东西方向，少数FTE轴向沿着磁层磁力线方向即南北方向.这些统计特征有助于重新认识FTE的全球形态.
利用TIE-GCM模式计算电离层电流及夜间电离层磁场
刘学旺, 李磊, 张艺腾, 薛洪波
2018, 38(1): 29-36. doi: 10.11728/cjss2018.01.029
摘要(1763) PDF 2478KB(965)
摘要:
电离层电流产生的磁场是地磁场卫星测绘时需要剔除的干扰源.利用电离层热层模式TIE-GCM计算电离层中的中性风、重力驱动和压强梯度等形成的电离层电流的全球分布，分析电流在特定位置产生的磁场及磁场三分量随纬度的变化规律.结果表明，E层尤其是磁赤道和极区的电流密度较大，可达103nA·m-2量级，F层电流密度量级约为10nA·m-2.在磁静日（Kp≤ 1）夜间22：00LT-04：00LT，电离层电流在中低纬度（南北纬50°之间）产生的磁场量级为几个nT，且磁场的南北向分量和径向分量基本大于东西向分量.通过与CHAMP卫星磁测数据分析比较，发现TIE-GCM模式计算电离层干扰磁场在中低纬度可以取得较好的结果，但在高纬度地区的效果不理想，还需进一步改进模式以提高计算精度.
电离层薄层高度对电离层模型化的影响
刘宸, 刘长建, 鲍亚东, 冯绪
2018, 38(1): 37-47. doi: 10.11728/cjss2018.01.037
摘要(1327) PDF 1759KB(833)
摘要:
利用IRI2012模型分析了电离层薄层高度的时空变化规律，提出了基于应用中STEC的电离层改正误差分析理论，分析了电离层薄层高度变化的相关影响.结果表明，电离层薄层高度变化对电离层穿刺点位置、投影映射函数值、电离层建模结果、电离层模型精化和电离层模型精度评估结果的影响较大.高度截止角为10°时，电离层薄层高度变化导致电离层穿刺点的经纬度差异最大可达3.2°，投影映射函数最高可引入约15.46%的误差，电离层建模结果差异和建模实用误差最高分别达9.71%，3.64%，采用不同薄层高度数据的电离层模型参数拟合和模型精化结果最大可引入约9.26%的误差，采用不同电离层薄层高度数据进行模型精度评定时最大可引入约9.62%的误差.根据这些研究结果可知：在实际应用中应采用电离层薄层高度模型，并选取较大的卫星高度截止角来减小薄层高度变化引入的误差；采用固定高度时，区域电离层建模采用与实际电离层薄层一致的固定高度；进行精度评估时，参考数据的电离层薄层高度与需要精度评估的电离层模型薄层高度相等.
基于深度学习递归神经网络的电离层总电子含量经验预报模型
袁天娇, 陈艳红, 刘四清, 龚建村
2018, 38(1): 48-57. doi: 10.11728/cjss2018.01.048
摘要(1923) PDF 2429KB(1127)
摘要:
利用行星际太阳风参数与太阳活动指数、地磁活动指数、电离层总电子含量格点化地图数据，首次基于一种能处理时间序列的深度学习递归神经网络（Recurrent Neural Network，RNN），建立提前24h的单站电离层TEC预报模型.对北京站（40°N，115°E）的预测结果显示，RNN对扰动电离层的预测误差低于反向传播神经网络（Back Propagation Neural Network，BPNN）0.49～1.46TECU，将太阳风参数加入预报因子模型后对电离层正暴预测准确率的提升可达16.8%.RNN对2001和2015年31个强电离层暴预报的均方根误差比BPNN低0.2TECU，将太阳风参数加入RNN模型可使31个事件的平均预报误差降低0.36～0.47TECU.研究结果表明深度递归神经网络比BPNN更适用于电离层TEC的短期预报，且在预报因子中加入太阳风数据对电离层正暴的预报效果有明显改善.
135.6nm夜气辉峰值电子密度反演算法及误差
江芳, 付利平, 王咏梅
2018, 38(1): 58-64. doi: 10.11728/cjss2018.01.058
摘要(1225) PDF 3056KB(746)
摘要:
根据夜间135.6nm大气辉光光强与F2层峰值电子密度NmF2平方成正比的物理机制，在前期夜间135.6nm气辉辐射激发模型研究的基础上建立了峰值电子密度的反演算法，把全球经纬度分成若干格点，每个格点的电离层及中性成分信息分别由IRI2000和MSISE90提供，将电离层及中性成分廓线输入夜气辉辐射激发模型，计算每个格点135.6nm气辉的辐射强度，然后将各个格点的135.6nm气辉辐射强度与电离层廓线输入的NmF2平方拟合得到气辉强度与NmF2的转换因子.利用此方法可获得不同地方时、季节和太阳活动周期的转换因子组成查算表，进而根据实际探测的135.6nm气辉辐射强度反演相应时空的NmF2.最后对该算法的反演误差进行了综合分析，为该算法适用的时空特性提供重要理论支撑.
北京上空下三角钾层的激光雷达观测与研究
王泽龙, 杨国韬, 王继红, 焦菁, 杜丽芳, 荀宇畅
2018, 38(1): 65-72. doi: 10.11728/cjss2018.01.065
摘要(987) PDF 3383KB(729)
摘要:
利用2010年11月至2011年10月和2013年5月至2014年4月两年的观测数据发现一种特殊的钾层，称其为下三角钾层.下三角钾层的峰值密度随时间逐渐增加，峰值密度所在高度不断降低，钾原子浓度随高度的升高先迅速增加，然后又缓慢减少.当下三角钾层出现时，90km以下的柱密度显著增加，而90km以上的柱密度变化不大，导致钾层总的柱密度明显增加.一月是下三角钾层出现时长最多且出现率最高的月份，这可能与大气半日潮汐的季节变化有关.下三角钾层的频繁出现使钾层一月份的柱密度和峰值密度分别增加15.7%和12.9%，而质心高度却降低0.18km.将下三角钾层与同时同地观测的钠层进行比较，结果显示当钾原子浓度增加时，钠原子浓度却变化不大.假设不存在特殊的源注入，结合钾层模型与钠层模型中的化学反应及其相应的化学反应速率，可以推测下三角钾层中增加的钾原子主要来自KO2，部分来自KOH.
北极69°N和78°N空间碎片凝视探测的对比分析
唐志美, 丁宗华, 代连东, 吴健, 许正文
2018, 38(1): 73-78. doi: 10.11728/cjss2018.01.073
摘要(1234) PDF 1765KB(801)
摘要:
利用北极69°N和78°N两套非相干散射雷达的首次空间碎片联合观测数据进行空间碎片参数（距离、速度、散射截面积、等效直径等）的对比分析，得出以下结论：两部雷达探测的碎片高度均主要分布在500～1100km和1400～1600km区间，但78°N雷达探测的碎片数量较多；空间碎片的径向速度均在-1.5～1.5km…-1区间，其中大部分为负值，说明在此次探测试验中碎片运动方向主要以远离雷达或地球为主；ESR雷达探测的空间碎片射截面积约为10-5～10-2m2，等效直径主要分布在4～10cm，而UHF雷达探测的空间碎片散射截面积约为10-6～10-2m2，等效直径主要分布在2～6cm，说明在同一高度上69°N雷达探测能力更强；经合理设置判据参数后得出重复检测次数，78°N雷达和69°N雷达分别有32次和14次重复检测，两部雷达共有4次重复检测.这些结果为空间碎片检测和建模提供了参考.
多碎片移除过程中的路径优化
周秀华, 于锡峥, 王荣兰, 周炳红
2018, 38(1): 79-87. doi: 10.11728/cjss2018.01.079
摘要(1059) PDF 1900KB(730)
摘要:
采用蚁群优化算法对多碎片移除过程中的路径优化问题进行研究，然后采用改进的最速下降法对移除每块碎片的时间进行合理优化，进一步降低总的速度增量需求.对比轨道高度、轨道倾角或者升交点赤经的顺序后发现，采用蚁群算法优化之后的顺序移除碎片可以大大节省轨道转移所需要的速度增量.选取中国空间活动产生的三组碎片进行优化计算，结果显示在相同的任务时间内，优化后的顺序可能不同于轨道高度、倾角和赤经的顺序，并且优化顺序可以节省更多的速度增量.另外，任务时间也会对碎片的最佳移除顺序产生影响.
地磁场模型简化计算方法
张涛, 高东, 郑建华
2018, 38(1): 88-93. doi: 10.11728/cjss2018.01.088
摘要(1957) PDF 1338KB(5880)
摘要:
为了实现地磁导航在近地轨道卫星上的应用，需要解决传统的高斯球谐函数递推法在计算地磁场强度时存在方法复杂、计算量大、实时性难以保证等问题.针对上述问题，提出一种用地球磁场估计函数代替球谐函数的地磁场强度计算方法.该方法利用伪地心下的磁偶极子模型代替主磁场模型，通过多项式拟合离线得到高度范围内固定经纬度网格点的伪中心距系数，进而利用插值法和偶极子模型得到任意点的地磁场强度.仿真结果表明，轨道高度为300～500km，经纬度网格间隔为0.5°时，地球磁场估计函数法的导航精度与地球主磁场模型WMM精度一致的同时，降低了计算负担，提高了算法计算效率.
太阳模拟器两轴回转控制系统研究
胡冰, 王凌云, 张国玉, 苏拾, 姜文璋, 杨礼艳
2018, 38(1): 94-100. doi: 10.11728/cjss2018.01.094
摘要(1238) PDF 2238KB(867)
摘要:
太阳敏感器是卫星控制系统中的一个重要部件，装星之前需要通过地面试验验证其各项功能及技术指标.本文针对太阳敏感器的地面测试设备——太阳模拟器两轴回转控制系统展开研究.该系统采用伺服电机与绝对式光电编码器相结合的方案，包括偏航与俯仰两个回转控制机构，主要用于改变太阳模拟器光轴的方向.给出了回转控制系统的组成和工作原理，并对影响系统精度的因素进行了分析.实验表明，回转系统的角度控制精度优于0.03°，满足该地面测试设备设计时提出的0.04°精度指标.
大型空间可展薄膜结构动力学仿真分析
张华, 刘汉武, 李东颖, 彭福军
2018, 38(1): 101-108. doi: 10.11728/cjss2018.01.101
摘要(1173) PDF 3509KB(848)
摘要:
相对于传统的航天器平面刚性天线结构，柔性可展薄膜结构因其质量轻、收拢体积小等优点成为大型天线的重要发展方向，特别是在天基合成孔径雷达（SAR）天线高分辨率对地观测技术领域具有广阔的应用前景.为掌握其在轨结构动力学特性，基于温度-结构预应力导入方法建立了大型空间可展薄膜结构的动力学模型，分析了可展薄膜结构的动力学性能参数，同时基于建立的动力学模型开展了可展薄膜结构的优化设计研究，得到主要设计参数对可展薄膜结构动力学性能参数的影响权重，为其工程化实施奠定了理论研究基础.
卫星数传分系统通用地检测试中频接收机设计
高翔, 姚秀娟, 闫毅, 范亚楠, 王春梅
2018, 38(1): 109-117. doi: 10.11728/cjss2018.01.109
摘要(1248) PDF 2563KB(756)
摘要:
为满足卫星数传分系统测试任务需求，提出一种通用性、灵活性强的地检测试中频接收机设计方案.采用软件无线电设计思想，设计基于PXIe总线的模块化平台，通过FPGA进行硬件实现，符合CCSDS标准.经过工程实践，所提出的地检测试中频接收机方案已应用于工程型号，并成功执行各阶段测试工作.
嫦娥四号任务科学目标和有效载荷配置
贾瑛卓, 邹永廖, 薛长斌, 平劲松, 严俊, 宁远明
2018, 38(1): 118-130. doi: 10.11728/cjss2018.01.118
摘要(2824) PDF 3118KB(1184)
摘要:
嫦娥四号探测器由中继星、着陆器和巡视器组成.其科学目标为：月基低频射电天文观测研究，月球背面巡视区浅层结构探测研究以及月球背面巡视区形貌与矿物组分探测研究.共配置6台有效载荷设备，其中3台载荷设备配置在着陆器上，分别为降落相机、地形地貌相机和低频射电谱仪，其余3台配置在巡视器上，分别为全景相机、测月雷达和红外成像光谱仪.本文主要论述了嫦娥四号任务的科学目标、着陆区概况、有效载荷配置及系统设计、各有效载荷任务和主要技术指标等.
科学家访谈
让科学目标牵引中国空间科学卫星研制取得不断成功——暗物质粒子探测卫星工程总师艾长春专访
倪思洁
2018, 38(1): 131-131.
摘要(483) PDF 752KB(624)
摘要:
研究机构
中国科学院暗物质与空间天文重点实验室
2018, 38(1): 132-132.
摘要(511) PDF 7731KB(780)
摘要:

期刊介绍

ISSN 0254-6124       CN 11-1783/V

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