空间科学学报

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张洪瑞, 董亮, 何乐生, 黄文耿, 王晶, ZAINAL ABIDIN Zamri bin, 杨凤辉, RAZAK Dalilah Nur Fathiah Bintin Hanim, 高冠男

, doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0134

摘要(586) HTML全文(117) PDF 9522KB(84)

摘要:
太阳射电III型暴是太阳活动中最为常见的射电爆发类型之一, 其具有快速频率漂移等特征, 是耀斑爆发和日冕物质抛射等太阳活动事件的示踪器. 现有的识别方法面临连续爆发检测能力弱、小样本学习不足等问题, 导致误检率高和召回率低. 针对这些缺陷, 提出一种基于相位编组法的自适应轮廓检测算法, 该方法融合灰度梯度相位信息与多级阈值过滤, 通过形态学操作拟合太阳射电Ⅲ型暴频谱轮廓, 实现对太阳射电Ⅲ型暴频谱的自动识别, 通过计算对应的爆发起止时间、爆发起止频率、频率漂移率等有效信息, 对海量频谱观测数据进行快速批量识别与分析. 基于云南天文台澄江米波太阳射电望远镜的观测数据集开展应用, 经检验, 该方法在识别太阳射电Ⅲ型暴上实现了93.5%的召回率.

风云气象卫星与商业卫星的掩星分布与协同观测

鲁文强, 徐娜, 陈冉, 孟祥广, 廖蜜, 刘艳, 唐琪, 程艳, 杨光林, 胡秀清, 赵现纲, 孙越强

, doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0123

摘要(56) HTML全文(27) PDF 37910KB(4)

摘要:
GNSS无线电掩星技术是构建全球高精度大气与电离层探测体系的关键手段. 中国风云三号业务化掩星系统数据质量高、稳定性强、标准化程度高, 然而受其轨道构型限制, 在赤道和极区仍存在覆盖不足的问题. 近年来, 天目、云遥等商业掩星星座的快速发展, 为通过多源协同观测提升掩星数据时空密度提供了新的可能. 基于风云三号、天目星座和云遥星座的实测掩星数据, 系统评估三类星座的空间分布特征及其联合观测效益. 结果表明, 引入商业星座能够显著增加全球掩星事件数量, 增强对低、高纬度区域的覆盖能力, 并将地方时覆盖从分时段分布提升至近全天时连续分布. 尽管观测密度整体提升, 中纬度局部地区仍存在数据过度集中和高分辨率下的观测空白, 反映出轨道构型与星座协同规划尚需进一步优化. 研究为中国风云系列与商业掩星星座的协同发展提供了关键参考.

卫星测高重力与船测重力协同融合的全球高分辨率海洋重力场模型

刘乾坤, 陈兆钰, 许可

, doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0138

摘要(514) HTML全文(95) PDF 7724KB(92)

摘要:
海洋重力场是地球系统的重要物理场, 船测重力与卫星测高重力是其高分辨率建模的主要数据源, 然而, 船测重力数据的空间覆盖在全球范围内稀疏且不均匀, 单一测高重力模型在特定区域往往存在精度局限或覆盖不全的问题. 本文利用西太平洋海域(120°E－170°E, 0°－50°N)JAMSTEC高密度船测重力数据, 基于国际上两大测高重力场系列模型的新版本DTU21和SIOv32.1, 建立重力模型误差与SRTM15v2.4水深的对应关系, 通过对两个模型进行加权融合, 并对极区进行特殊处理, 生成全球1'×1'网格海洋重力异常模型FUSION_V1.0. 该模型包含经度、纬度和重力异常变量, 覆盖全球海洋(90°S－90°N, 180°W－180°E), 采用最为简单通用的地理坐标系统(即等经纬度投影), 以NetCDF格式存储, 支持主流科研软件读取. 本数据集可为海底地形反演、海洋地球物理研究和空间科学应用提供高质量基础数据.

基于残差补偿WHO-RF模型的电离层不规则体预测

陈清燕, 纪元法, 孙希延, 梁文斌, GHAZALI Kamarul Hawari Bin

, doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0117

摘要(541) HTML全文(130) PDF 4862KB(93)

摘要:
针对电离层不规则体预测困难和单一随机森林(RF)模型在预测中存在精度不高且参数调整困难等问题, 在结合野马优化算法(Wild Horse Optimizer, WHO)的基础上进行残差补偿(Residual Compensation, RC), 构建RC-WHO-RF电离层不规则体预测模型. 利用2020年3月1日至2024年6月30日香港HKWS站的观测数据, 计算电离层总电子含量变化率的标准差 (ROTI) 以及选择一系列与不规则体相关的背景电离层参数作为输入特征进行实验分析. 结果表明, ROTI、余弦相位日变化因子和地磁活动指数对电离层不规则体的预测至关重要; RC-WHO-RF模型预测的均方根误差均小于0.1 TECU·min^–1, 对突发性磁暴事件也具有优异的响应能力和预测精度; RC-WHO-RF模型在提前30 min的短临预报中平均相对精度达90.67%, 比WHO-RF提升8.16%, 比单一RF模型提升11.2%, 组合模型的预测效果要明显优于单一RF模型和WHO-RF模型.

微重力下基于流体相场的质子交换膜电解槽气泡行为与能量效率仿真

沈鑫华, 王进, 蓝鼎, 翟思涵, 陈浩

, doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0153

摘要(590) HTML全文(146) PDF 8424KB(92)

摘要:
质子交换膜电解槽是一种前景广阔的清洁可再生能源制氢技术装置, 也是空间站环控生保系统的关键技术之一. 目前, 空间站中质子交换膜电解槽存在因气泡行为导致的能量效率下降, 因此质子交换膜电解槽内部的气泡行为研究极为重要. 提出一种基于电化学模型耦合流体相场模型的多物理场模型, 对比研究常重力环境与微重力环境下质子交换膜电解槽的气泡行为及其对能量效率的影响, 针对性解决因气泡行为导致的能量效率下降. 结果表明, 在微重力环境下, 入口水流速从0.1 m·s^–1增加至0.5 m·s^–1时, 下壁气泡覆盖率升高9.5％, 在流道深度为0.8 mm时, 易形成扁平状气泡流覆盖流道下壁. 在常重力环境下, 流道深度较低时易形成薄膜流堵塞流道, 进而解决了质子交换膜水电解能量效率波动、长期工作稳定性不足以及气泡管理困难等问题.

面向天基频谱感知的动态信道化设计方法

饶嘉成, 黄永辉, 周莉

, doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0026

摘要(792) HTML全文(170) PDF 4931KB(84)

摘要:
随着全球在轨电磁设备的增长, 电磁频谱感知能力成为衡量国家综合科技实力的重要指标. 动态信道化技术是实现天基宽带频谱感知的关键技术, 具备宽带信号实时分解与并行处理能力, 可以缓解星上计算与数据处理压力. 针对频谱感知中宽带信号的跨信道问题, 设计了具有完全重构特性的多相滤波器组, 建立了分析–综合联合处理系统, 并提出优化的恒虚警率检测(Optimized-Constant False Alarm Rate, Optimized-CFAR)算法, 结合时频域联合跨信道判决方法, 实现了跨信道信号的自适应融合与精确重构. 该算法系统整体框架包括信道化滤波器组、子带频谱检测及跨信道判决三个核心模块. 实验结果表明, 15 dB信噪比条件下, 系统检测概率提升至98.6%, 重构信号保真度达0.972, 为天基频谱监测应用提供了高效解决方案.

面向空间站货舱的果蔬精准检测方法

李文琴, 随婷婷, 张璋, 吴会英, 常亮

, doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0080

摘要(662) HTML全文(176) PDF 5068KB(80)

摘要:
机器视觉技术在空间站货舱管理的实际应用方面处于初步阶段, 为了解决空间站货舱的狭小空间、遮挡和光照等问题导致的检测精度不足, 提出一种基于YOLO11的空间站货舱果蔬检测改进算法——LEBR-YOLO. 该方法把卷积改进为结合空间信息和边缘信息的高效输入特征提取干层, 同时添加双层注意力机制, 提高了提取特征的能力. 引入改进的轻量级共享可变形检测模块, 提高了遮挡情况下的检测能力. 使用迁移学习作为优化模型的方法, 弥补数据集的不足, 提高泛化能力. 实验表明, 该方法在自制果蔬类数据集上达到95.3%的准确率、88.6%召回率和93.9% mAP@0.5, 同时依然保持较低的模型复杂度, 满足轻舟货运飞船在轨运行的需要. 该方法可有效地应用于空间站水果、蔬菜类物品检测, 提高了检测精度, 有效减少了误检和漏检.

外日球层行星际激波特性与离子加速

刘思哲, 杨忠炜, 吴明雨, 李晖, 张铁龙

, doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0192

摘要(387) HTML全文(100) PDF 9479KB(28)

摘要:
新视野号实测数据表明, 随日心距增大拾起离子在太阳风总离子中的数密度占比逐渐上升. 研究其在行星际激波处的加速, 对理解外日球层太阳风与星际物质相互作用具有重要作用. 利用二维混合模拟对外日球层行星际准垂直激波进行参量研究. 结果表明, 在较强背景湍动下, 低阿尔芬马赫数激波($ {M}_{\mathrm{A}} $<3)仍可加速部分拾起离子, 并通过扩散激波加速形成幂律高能尾; 在相同湍动强度条件下, 高能离子通量强度随马赫数增大而增加; 拾起离子更易被激波加速并主导下游高能段能谱. 对新视野号观测事件的分析发现, 部分外日球层低马赫数激波可产生幂律高能尾, 与模拟预期一致. 此外, 部分事件中, 太阳风$ \alpha $粒子或与星际中性氢电荷交换, 从而增强He⁺在拾起离子截止能段附近的贡献. 研究结果定性揭示了外日球层影响离子加速的参量, 为进一步理解日球层终止激波下游异常宇宙线的起源提供了理论基础.

Ka波段星载海面散射回波多普勒谱分析与质心估计

于淼淼, 朱迪, 董晓龙, 张敬钰

, doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0072

摘要(739) HTML全文(198) PDF 4373KB(104)

摘要:
海表动力学参数体现了海洋物质能量平衡、气候变化等重要海气相互作用过程. 在星载测量条件下, 对较高卫星平台运动速度与海表动力学参数共同作用的回波多普勒特性的研究十分必要. 利用线性叠加理论, 建立随时间变化的动态海面模型. 基于全球海表流场多尺度结构观测卫星计划(OSCOM)所拟定的卫星参数, 主要分析风参数对回波多普勒特性的影响. 随着风速的增加, 回波多普勒偏移明显增大. 在顺轨向观测时, 回波多普勒质心偏移量在顺逆风向上略微不对称, 约90°风向时达到最小值. 此外, 当海面风速为10 m·s^–1时, 风区长度由不成熟海浪成长为充分发展的海浪时, 长波的倾斜调制增强, 多普勒速度估计相差0.56 m·s^–1. 考虑风速为10 m·s^–1, 观测方向与风向相同时, 破碎波对Ka波段后向散射系数的贡献. 相比于不考虑破碎波情况的多普勒质心偏移约为71.4 Hz, 导致对径向速度估计相差约为0.3 m·s^–1.

面向空间应用的10 THz焦平面成像系统冷光学设计

李家辉, 马跃学, 朱皓天, 全加, 刘子尧

, doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0088

摘要(722) HTML全文(156) PDF 5466KB(78)

摘要:
空间被动探测的目标信号通常非常微弱, 并且探测系统需要实现高灵敏度和低噪声的要求. 此时, 冷光学的引入成为必然——通过将光学器件(例如透镜和反射镜)集成到低温环境中, 并结合低温探测器, 实现探测需求. 但由于星载设备的冷量有限, 对传统的光学设计提出了约束与实现难度. 基于冷光学理论, 提出了一种基于多重反射的冷光学模型, 并依据该模型对窗口尺寸进行了优化. 完成了10 THz焦平面阵列成像系统方案设计与漏热计算, 系统采用脉冲管耦合节流制冷的空间制冷技术. 完成了冷光学实验, 理论模型与实验结果相互印证. 研究结果可以为中国太赫兹冷光学技术的发展提供关键技术支撑.

南极球载天文观测

周江华, 程骏飞, 蔡榕, 刘继峰, 杨燕初, 甘庆波, 闫代康, 黄宛宁, 李一健, 卢莹, 崔宇轩

, doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0191

摘要(461) HTML全文(182) PDF 29258KB(76)

摘要:
南极大气凭借极低水汽含量和多种波段高透射率成为天文观测的绝佳地点之一. 尤其是其独特的极昼条件和稳定的极地涡旋, 为科学气球实现长时间定高飞行与绕极漂流提供了有利条件, 使科学气球成为低成本、高效率的观测平台. 1984年以来南极科学气球以美国麦克默多站为主要发放基地, 已完成数百项球载观测实验. 其中天文观测占主要部分, 涵盖粒子天体物理与非粒子天体物理两大领域, 涉及宇宙微波背景辐射测量, 星系太赫兹与宽波段光谱成像, 中微子与反物质观测等多项科学实验. 本文基于公开文献, 针对南极地区开展的高空球载天文观测实验进行系统综述, 并对中国南极气球基地建设进行展望: 开展环极长时间气球天文实验, 对提升中国的科学竞争力、增强南极地区的国际话语权具有重要意义.

NASA 2024－2025年度进展、成果与挑战

范唯唯, 韩淋, 王海名, 杨帆

, doi: 10.11728/cjss2026.03.2026-yg01

摘要(651) HTML全文(117) PDF 2810KB(77)

摘要:
2024－2025年, 美国国家航空航天局(NASA)持续推进月球–火星深空探索、空间科学研究、载人航天工程、航空技术创新与商业航天能力建设, 在多个关键领域取得重要进展. 在深空探索方面, NASA系统推进载人重返月球探索计划, 完成多项关键系统测试与任务准备, 并取得阶段性成果; 在空间科学方面, 天体生物学、行星防御、日球层物理、空间天文学及对地观测领域持续产出重要科学发现; 在近地轨道方面, 国际空间站实现连续载人驻留25周年, 并加快向商业空间站过渡; 在航空与航天技术方面, 静音超声速、高超声速及城市空中交通技术不断取得突破. 本文系统梳理NASA在2024－2025年取得的主要进展与成果, 并简要分析期间NASA经历的预算波动, 为理解其未来发展方向提供参考.

2013年7月13－14日磁暴期间中国低纬电离层不均匀体的时空演化

高鸿宇, 张东和, 张雅彬, 田耀宇, 李科

, doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0128

摘要(807) HTML全文(118) PDF 6530KB(90)

摘要:
研究了2013年7月13－14日一次中等强度磁暴期间在中国低纬地区发生的电离层不均匀体事件. 通常情况下, 在北半球夏季, 东亚扇区低纬电离层不均匀体不易产生, 但是此次磁暴期间观测到显著的不均匀结构现象. 利用中国地壳运动观测网(CMONOC)和香港卫星定位参考台站网(SatRef)地基GNSS数据、深圳站(22.59°N, 113.97°E)闪烁接收机S₄数据、海南富克站(19.4°N, 109.0°E)测高仪数据以及地磁观测数据等, 分析了中国低纬度地区的电离层不均匀体的时空演化过程, 并基于磁暴期间的空间环境参量对此次电离层不均匀体的激发机制进行分析. 结果表明, 磁暴期间出现的东向电场增强是促进此次电离层不均匀体发展的主要原因. 同时, 电离层不均匀体出现前测高仪观测到的卫星描迹表明, 大尺度波状结构可能作为种子作用, 为不均匀结构的产生创造了条件. 此外, 对比了S₄指数、ROTI、失锁这几种参量在此次事件中的响应, 发现其在时间分布上大体一致, 与电离层不均匀体的发生时间一致, 但是在不均匀结构出现前约1 h出现的L2载波相位失锁应与本次事件无关.

基于长短期记忆网络的两行根数高精度轨道合成

胡开辉, 陈俊宇, 林初森, 李梓杰, 吴尧, 文章义

, doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0093

摘要(914) HTML全文(190) PDF 4576KB(100)

摘要:
为提升TLE(两行根数)在轨道预报中的精度, 解决传统多项式拟合和物理建模方法在难以处理轨道非线性演化趋势时的问题, 提出一种基于长短期记忆网络(LSTM)的高精度TLE轨道参数拟合方法, 利用历史TLE数据对轨道要素进行高精度时间序列拟合与轨道合成. 采用LSTM神经网络对TLE轨道参数进行时间序列建模, 并结合多项式拟合形成混合建模策略. 实验以87个铱星33碎片的TLE数据为基础, 构建拟合模型并生成合成TLE利用SGP4传播器正向传播位置误差. 实验结果表明, 常规时段81个碎片合成TLE传播7天位置误差改善目标占比达65.43%～88.89%, 误差分布更集中稳定; 磁暴期间65个碎片的合成TLE传播3天位置误差改善目标占比为70.77%～80.00%, 误差波动范围低于原始TLE. 基于LSTM的TLE轨道合成方法在捕捉轨道参数非线性演化方面表现优越, 结合角度线性化和平滑滤波策略, 提高了轨道参数拟合的精度与稳定性.

行星半径对类金星行星氧离子逃逸比例长期演化的影响

王鑫珂, 李海涛

, doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0090

摘要(670) HTML全文(143) PDF 5820KB(96)

摘要:
近年来已发现数千颗系外行星, 并对这些行星的大气成分、轨道特性、宜居性等特性展开了深入研究. 恒星与行星大气的相互作用被认为是影响行星大气演化及其宜居性的核心机制之一. 本研究旨在揭示行星半径在其大气逃逸长期演化中的作用, 通过建立三维磁流体动力学模型, 结合恒星系统演化特征, 并基于类金星大气逃逸模型, 以Kepler-1649 c及其宿主恒星的参数作为样本, 假设一颗具有类金星大气的行星作为研究对象, 构建了涵盖不同行星半径和恒星年龄的数值模拟体系. 研究发现行星半径会显著改变各离子的逃逸比例, O⁺的逃逸率占总逃逸率的比例随行星半径的增大而减小. 本研究揭示了行星半径对离子逃逸行为的差异性影响, 为理解系外行星大气演化提供了新视角.

太赫兹空间探测系统中混合网络型宽带双工器技术

丁江乔, 蒋深舟, 成加森, 蒋露颖, 朱皓天

, doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0098

摘要(580) HTML全文(128) PDF 9392KB(82)

摘要:
太赫兹空间探测系统正向多通道、多谱段和超宽带方向快速发展. 提出基于波导混合网络型的WR-4频段全频带双工器, 用于双频段固态系统中本振信号的合路泵浦. 该双工器基于混合网络的防反射、高隔离耦合等特性, 结合高阶数低通滤波器级联实现, 整体结构鲁棒, 且易于计算机数控(CNC)制备并系统集成. 研究内容主要包括WR-4全频带覆盖混合网络型双工器的原理设计, 分立单元器件混合器、滤波器的电路设计, 混合网络型双工器的电路综合、优化及其E面分裂式CNC铣削加工. 实测结果表明, 该WR-4频段双工器能够实现全频带划分, 含170～210 GHz和210～260 GHz两个通道, 通道内插损低至–1.5 dB和–1 dB, 其中一个通道的隔离高达50 dB, 所有测试结果与仿真数据高度一致. 此外, 该固态双工器电路具有易结构加工、易系统集成、易通道扩展和易频率拓展等特点.

基于人体生物力学阻抗辨识的月面建造远程变阻抗控制

冯籽越, 莫臻极, 赵嘉龙, 郑博, 袁帅

, doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0142

摘要(811) HTML全文(165) PDF 12091KB(90)

摘要:
随着月球探索的不断发展, 针对月面基地建设及设施建造等任务需求, 远端机械臂在不确定、非结构化环境下的交互行为对安全性、准确性和透明度提出更高要求. 仿人变阻抗控制方法能够在兼顾环境交互力安全的同时实现高精度的控制, 为解决月面人机协同难题提供了新思路. 使用基于人体阻抗参数的远程变阻抗机械臂控制策略, 将人体变阻抗参数映射到远端机械臂, 满足月面建造任务的复杂交互需求. 该方法通过融合4通道表面肌电信号与上肢肌肉力学模型, 构建人体末端刚度实时辨识系统. 为解决仿人变阻抗的泛化问题, 引入个性化人体物理参数, 克服了传统测量方法的局限性并提升了泛化性能. 同时, 在远程变阻抗控制中, 通过力觉、视觉反馈提升交互过程中的信息透明度, 并利用人体自然神经反射实现阻抗的自适应调整. 进而, 基于月面桁架建设平台的装配任务需求, 验证了远程变阻抗控制相较于传统遥操作方案的优势.

基于深度学习的中国区域电离层f₀F₂短期预报方法

欧明, 郭雅苹, 王芬, 王海宁, 韩超, 朱庆林, 甄卫民

, doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0073

摘要(967) HTML全文(172) PDF 7431KB(105)

摘要:
提出一种基于深度学习的电离层f₀F₂短期预报方法, 通过采用注意力机制的双向长短期记忆网络(Bidirectional Long Short-Term Memory Model With Attention Mechanism, BiLSTM-Attention)算法, 结合前7天垂测站电离层f₀F₂观测值、世界时、太阳活动指数及地磁活动指数作为输入, 实现了中国区域电离层f₀F₂的预报. 模型对比分析结果表明: 低纬度台站的预报误差显著高于中纬度台站, BiLSTM-Attention模型表现最优, 长短期记忆网络(LSTM)模型次之, 与国际参考电离层模型(IRI)相比, BiLSTM-Attention模型的均方根误差(RMSE)降低了44.2%, 平均绝对误差(MAE)降低47%, 而决定系数(R²)提升21.3%; 磁暴期间, BiLSTM-Attention模型成功捕捉中国区域电离层负暴效应(f₀F₂下降), 与观测值非常一致, 而IRI模型开启暴时模式后, f₀F₂预测值与实际观测值之间存在一定偏差; 随着预报时间从1 h增加至24 h, 模型预报误差呈系统性上升趋势, RMSE从0.99 MHz增至2.05 MHz, MAE从0.69 MHz升至1.57 MHz, R²则由0.93减至0.75. 相关研究为空间天气预警及短波通信系统优化提供了高精度电离层参数的预报支撑.

Deep Learning Kp Computational Prediction Combined Multimodal Data of Solar Wind and EUV Images

, doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0141

摘要(483) HTML全文(127) PDF 7096KB(88)

摘要:

面向深空探测耐极端环境的新型宽温域钠固态电池

杨偲赈, 李宗佑, 张建国, 于琪瑶

, doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0075

摘要(778) HTML全文(216) PDF 6042KB(88)

摘要:
为满足深空探测、极地观测等极端环境下对能源系统宽温域适应性与高安全性的迫切需求, 设计并制备了一种新型有机–无机复合钠固态电解质, 用于构建宽温域高性能钠固态电池. 研究采用具有钙钛矿结构的甲胺氯化铅(MAPbCl₃)作为无机离子导体, 与海藻酸钠(SA)及多官能团单体ETPTA复合, 并通过原位紫外光引发聚合, 形成稳定致密的聚合物网络骨架, 实现无机填料的均匀分散与界面紧密结合. 电化学测试结果表明, 该复合电解质在室温下表现出较高的离子电导率(5.65×10^–4 S·cm^–1)和Na⁺迁移数(0.65), 显著优于非原位分散体系. 在–40～80 ℃温域内, 组装的NVP|MSE-s|Na全固态电池在50 mA·g^–1电流密度下循环500圈后, 容量保持率达71.5%, 且仍能保持稳定循环与良好的倍率性能. 进一步分析表明, 原位构建的复合结构显著改善了电解质/电极界面的相容性, 提高了热稳定性与机械强度, 有效抑制枝晶生长. 研究表明, 该复合电解质可实现宽温域稳定运行与长期循环, 为极端环境下钠固态电池的发展提供了一种具有前景的材料体系.

基于卫星遥感的海浪斜率方差验证与差异原因分析

郎姝燕, 胡暐平, 李秀仲, 李雨阳, 赵新华

, doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0076

摘要(693) HTML全文(162) PDF 2957KB(88)

摘要:
海面斜率方差MSS(Mean Square Slope)是海洋微波遥感领域表征海面粗糙度的关键参数, 对研究海气耦合过程及海洋气象监测意义重大. 对中法海洋卫星CFOSAT(China France Oceanography Satellite)搭载的海浪波谱仪SWIM(Surface Waves Investigation and Monitoring)和旋风全球卫星导航系统CYGNSS (Cyclone Global Navigation Satellite System)所反演的MSS展开对比分析. SWIM 通过拟合不同入射角和方位角下的二维归一化雷达后向散射截面反演MSS, CYGNSS则在初步观测基础上减去一个校正量以获取局地风引起的MSS. 对2023年1月数据进行时空匹配后进行直接对比, 发现小风速下SWIM反演的MSS大于CYGNSS, 而风速超过约7m·s^–1时CYGNSS的MSS大于SWIM反演的MSS, 这主要归因于二者微波波段不同及CYGNSS反演过程中减去涌浪产生的 MSS校正量. 利用Elfouhaily谱模型对SWIM MSS校正后, 二者平均偏差约为0.03, 随机均方误差为0.0323, 此误差源于涌浪产生的MSS及截止波长差异. 研究结果明确了两种星载传感器反演MSS的差异与误差来源, 为MSS数据校准及后续海洋研究与应用提供了重要参考.

磁通门传感器开环测量温漂特性

蒋娇, 周斌

, doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0055

摘要(747) HTML全文(225) PDF 4200KB(93)

摘要:
磁通门传感器具有随温度测量漂移的效应, 在对磁通门传感器开环和闭环测量电路的原理进行分析后, 研究了开环测量状态下磁通门传感器自身特性随温度变化的规律, 为闭环测量的温漂抑制提供了试验依据. 根据磁通门基本原理, 推导了开环测量和闭环测量的电路传递函数, 分析出开环测量的误差因素相比闭环测量更能直接反映出传感器自身特性. 通过双运放带通滤波器选通二次谐波并进行锁相放大测量, 可有效实现磁通门开环信号幅值与相位的测量. 根据磁通门传感器不同性能参数的特点, 设计性能温度试验. 在–40℃～+80℃的温度范围内, 试验结果表明, 磁通门传感器的零点漂移不超过±0.5 nT, 信号相位漂移达到60°, 开环增益变化为±5%左右, 噪声在4～7 pT·Hz^1/2@1 Hz之间. 磁通门传感器开环测量仅信号相位出现了显著变化, 而闭环测量中相敏解调环节对信号相位具有高度敏感性, 通过试验可见磁通门信号相位漂移会导致闭环测量的零点出现显著漂移.

基于子午工程气辉成像观测的中高层大气波动智能识别及关键参数提取

赖昌, 汪鹏超, 李钦增

, doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0081

摘要(815) HTML全文(172) PDF 4116KB(93)

摘要:
针对子午工程海量气辉图像高效处理需求, 研究基于机器学习技术构建了大气重力波与中尺度行进式电离层扰动智能识别及参数提取工具. 通过卷积神经网络分类模型筛选晴朗夜空环境图像, 准确率达99%(OH气辉图像)与96.9%(OI气辉图像); 结合快速区域卷积神经网络定位波动结构, 交并比超过75%. 对大气重力波采用基于二维傅里叶变换的波长、传播方向与水平速度提取方法, 对中尺度行进式电离层扰动采用Canny边缘检测与线性拟合提取波动参数. 根据输出的参数数据集统计了大气波动的长期趋势, 丹东站点(40.0°N, 124.0°E) 通过OH气辉观测到的大气重力波发生率在冬夏两季达到峰值, 呈现明显的双峰分布特征, 传播方向冬夏季分别集中在西南方向和东北方向. 兴隆站点(40.2°N, 117.4°E)通过OI气辉观测到的中尺度行进式电离层扰动事件, 94%的传播方向主要集中分布于西南方向(方位角200°～230°). 这些统计特性与文献中的统计规律一致, 说明基于大气波动参数数据集进行的统计分析是可靠的. 本工具解决了传统人工分析效率低、主观性强的问题, 为大气波动长期统计研究提供了可靠的数据支撑, 数据集已经开源, 程序也即将上网.

一种用于CCSDS凿孔卷积码的最大后验概率译码算法

顾雪晨, 范亚楠, 闫毅, 李雪, 姚秀娟

, doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0058

摘要(614) HTML全文(200) PDF 3463KB(74)

摘要:
针对CCSDS标准中凿孔后的卷积码在维特比译码算法下存在编码增益损失的问题, 提出了用于该码型的一种最大后验译码算法, 通过在网格图上进行似然信息的前向和后向更新, 获得每个输入信息位的最大后验对数似然比信息, 降低由凿孔所带来的信道似然信息丢失, 从而提升凿孔卷积码的译码性能. 仿真分析结果表明, 本文所提译码算法可降低CCSDS凿孔卷积码的误比特率, 提升编码增益, 且码率越高, 误比特率降低越显著, 相比于维特比译码算法, 在5/6和7/8码率下, 所提算法可将编码增益分别提升0.2 dB和0.6 dB, 其计算复杂度与Viterbi译码算法相当, 具有较好的实际工程应用价值, 可用于提升现有空间通信系统的可靠性.

月球阿波罗与嫦娥任务10个典型着陆区撞击坑数据库: 小撞击坑数据库构建与分布规律

刘方超, 张立, 郭弟均, 刘斌, 谢彬, 吕英波, 陈剑, 凌宗成

, doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0135

摘要(556) HTML全文(243) PDF 10232KB(85)

摘要:
月球是撞击坑保存最完整的内太阳系天体, 拥有就位探测数据和返回样品的月球典型着陆区是认识撞击事件和撞击改造效应的重要研究对象. 其中小撞击坑对月壤的形成和演化具有重要影响, 但是现有的月球撞击坑数据库对直径<100 m的小尺度撞击坑覆盖不足. 因此, 本文筛选太阳入射角在50°～70°之间的月球高分辨率LROC NAC影像, 制作了覆盖10个着陆区20 km×20 km的镶嵌数据, 利用改进的YOLO11+SAHI深度学习模型对这10个着陆区中直径≥15 m的撞击坑进行自动提取, 经人工校验后建成了含359844条记录的撞击坑数据库. 系统构建了覆盖6个阿波罗任务与4个嫦娥任务共10个典型着陆区、直径≥15 m的撞击坑数据库, 且数据库中的撞击坑数据完整性优于现有研究. 进一步分析小尺寸撞击坑的密度分布与直径–频率分布特征. 本数据集可为月球地质年代标定、撞击通量演化、月表过程研究及样品分析提供高质量数据支持, 并为未来的撞击坑智能识别模型提供训练与验证基础.

空间引力波探测无拖曳卫星有限频域抗扰控制器设计

徐乾蛟, 崔冰, 王鹏程, 夏元清, 张永合

, doi: 10.11728/cjss2024.05.2024-0022

摘要(1607) HTML全文(731) PDF 5881KB(83)

摘要:
在空间引力波探测任务中, 有限测量频域约束以及高精度控制指标使双参考质量无拖曳卫星控制器设计面临诸多技术难题. 基于此, 本文提出了一种基于广义Kalman-Yakubovich-Popov(GKYP)引理的有限频域抗扰控制器设计方法. 针对探测任务中指定频段内的性能约束, 结合灵敏度和补灵敏度控制指标, 在指定频段下构建了具有频率响应函数形式的有限频域控制性能指标. 提出了具有固定阶数特性的输出反馈控制结构, 并基于GKYP引理建立了控制器参数选取方法, 构建了有限频域抗扰控制器设计方法. 不同于现有的无拖曳控制器设计方法, 该设计方法可以有效降低控制指标的保守性, 同时在指定频段下实现了控制器的精确设计, 从而降低控制器阶数. 数值仿真表明, 本文所提方法在复杂扰动和噪声影响下可以满足无拖曳系统各回路控制性能指标.

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