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2009年  第29卷  第2期

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论文
月表磁异常影响的太阳风电子反射运动
冯永勇, 徐荣栏, 赵华
2009, 29(2): 161-165. doi: 10.11728/cjss2009.02.161
摘要(4801) PDF 567KB(1921)
摘要:
模拟太阳风电子向月表运动的轨迹, 研究由于月表磁异常的存在造成的电子反射运动. 首先设定行星际磁场Bsw 指向月球并与月表垂直, 将月表的磁异常区看成是一个磁偶极子, 偶极矩大小为Mcb; 然后分别考察该偶极矩与行星际磁场方向平行, 反平行以及±90° 的情形, 通过计算发现, 被反射的电子数目会随着磁偶极矩和行星际磁场的方向改变而改变. 在偶极矩与行星际磁场平行的情况下, 反射率最大; 随着夹角的增大, 反射率减小. 这些结果为利用电子反射法高精度遥测月表磁场提供了很重要的信息.
2004 年3 月13 日TC-1 和Cluster 卫星联合观测的磁通量传输事件
张清和, 刘瑞源, 黄际英, DUNLOP M W, 胡红桥, 胡泽骏, BOGDANOVA Y V, WALSH A
2009, 29(2): 166-174. doi: 10.11728/cjss2009.02.166
摘要(4515) PDF 883KB(1439)
摘要:
分析了2004 年3 月13 日12:15 到12:25 UT期间TC-1和Cluster卫星簇的磁通门磁力计(FGM) 和电子/电流试验仪(PEACE)的联合观测数据. 在此期间, TC-1卫星位于日下点以南的磁层顶附近的磁鞘中, 并在12:19 UT左右观测到了一个典型的先正后负的磁鞘磁通量传输事件(FTE); 而Cluster卫星簇位于北半球日侧高纬磁层顶附近, 并于12:23 UT左右穿出磁层顶进入磁鞘, 且在12:21 UT左右也观测到了一个典型的先正后负的磁层FTE. 比较分析发现此两个FTE 具有类似的磁场结构和等离子体特征, 可能是同一个北向运动的FTE先后被TC-1和Cluster卫星观测到. 利用Cluster 4 颗卫星的多点同时观测数据, 采用最小方向微分法和时空微分方法, 推断Cluster卫星观测的这个FTE 是尺度大小约为1.21 Re的准二维结构, 其运动方向为东北方向, 与Cooling 模型预测方向基本一致. 利用Cooling模型的预测, 推算了TC-1卫星在12:19 UT观测的FTE 的运动速度和尺度, 进而得出随着通量管的极向运动, 其速度和尺度均有所增加.
空间等离子体云的回旋同步辐射
孙伟英, 王传兵, 吴季, 王水
2009, 29(2): 175-182. doi: 10.11728/cjss2009.02.175
摘要(3509) PDF 588KB(1539)
摘要:
CME在行星际空间传播时, 会导致强磁场、高密度等离子体云的出现. 回旋同步辐射是此类等离子体的一种主要的射电辐射机制, 且携带行星际磁场的重要信息. 本文重点探讨了光深τν ≤1时回旋同步辐射的发射、吸收及极化特性, 包括热电子、非热电子, 投掷角各向同性、投掷角各向异性等离子体云的回旋同步辐射过程的研究分析. 在此基础上, 推导了考虑折射指数情况下, 辐射强度、辐射亮温的表达式.
用GPS 观测研究电离层TEC 水平梯度
黄文耿, 陈艳红, 沈华, 庄淳孛
2009, 29(2): 183-187. doi: 10.11728/cjss2009.02.183
摘要(5216) PDF 596KB(1926)
摘要:
双频GPS 用户能自动修正电离层总电子含量(TEC) 引起的延时误差, 但是对于电离层中的不规则体造成的信号闪烁而引起的误差则不能消除. 即使是差分GPS 系统, 电离层误差仍然是其主要的误差源, 其中电离层TEC 梯度将会影响到系统的定位精度和性能. 本文用GPS 方法研究了电离层TEC 的水平梯度问题, 用处于赤道异常区NTUS 台站的GPS 观测数据作了具体计算. 结果表明, 在日落以后到子夜前后电离层垂直TEC 出现了大的涨落, 电离层中的不规则体导致L 波段信号强的闪烁, 同时还伴随着大而快速变化的电离层~TEC 水平梯度. 对比发现, ROTI指数、电离层TEC 水平梯度和电离层垂直TEC 三者之间有很好的对应关系, 它们的变化特征均由电离层中的不规则体引起. 我们认为研究电离层闪烁, 特别是在缺乏S4指数时, 电离层TEC 梯度也可以作为一个重要的可选参数.
高精度的连续电离层延迟建模研究
范国清, 王威, 郗晓宁, 魏立栋
2009, 29(2): 188-194. doi: 10.11728/cjss2009.02.188
摘要(4084) PDF 756KB(1699)
摘要:
在多项式电离层模型确定过程中, 针对实测数据出现空白区域的问题, 提出了以GIM 数据作为背景场, 联合实测数据进行多项式电离层模型确定的方法, 分析了两种数据的权重, 建立了相应的数学模型; 另外对模型在时段间的连续性问题, 提出了利用相邻两组系数进行时间加权计算电离层延迟的平滑方法; 最后通过算例验证了建模和平滑方法的有效性.
电离层特征参量的自相关原理插值方法
冯静, 柳文, 焦培南, 凡俊梅
2009, 29(2): 195-201. doi: 10.11728/cjss2009.02.195
摘要(3549) PDF 578KB(1150)
摘要:
通过选用合适的电离层平稳性参数, 建立相应的正定自相关系数模型, 利用自相关分析原理, 提出了一种针对电离层特征参量历史缺失数据插值处理的新方法. 该方法能够提高Muhtarov 和Kutiev 在1999 年提出的自相关系数法的插值精度, 通常情况下可以把误差降低1 到2 个百分点以上, 有时甚至能降低接近9 个百分点, 在很大程度上改善了对电离层历史缺失数据的插值处理效果. 此外, 本文还对插值误差随季节、太阳活动性和地理纬度等的变化规律进行了分析.
基于电离层暴时f0F2经验模型 Kalman 滤波短期预报
徐彤, 吴健, 吴振森, 黄朝军, 韦国晖, 冯健
2009, 29(2): 202-207. doi: 10.11728/cjss2009.02.202
摘要(3984) PDF 657KB(1397)
摘要:
利用时间累积地磁指数ap(τ), 建立了强地磁扰动条件下电离层f0F2与月中值相对偏差经验模型. 该经验模型只在春秋季节和夏季特强地磁扰动条件ap(τ)>100, 即时间累积地磁指数大于100时达到理想精度. 尝试利用气象预报中常用的Kalman滤波方法对模型的系数进行实时修正, 以提高预报精度, 并对长春站1986—1995年近一个太阳周f0F2数据进行提前一小时预报试验. 冬季预报均方根误差为0.76 MHz, 春秋季节为0.68 MHz, 夏季为0.61 MHz. 在特强地磁扰动条件下, 预测误差在0.87~1.43 MHz 之间. 该预报方法同时与包含暴时修正模型STORM 的国际参考电离层IRI2001 进行了比较, 展示了Kalman 滤波方法实时修正模型系数的能力和良好的应用前景.
基于相空间重构的f0F2 一步预测算法研究
孔庆颜, 柳文, 焦培南, 凡俊梅
2009, 29(2): 208-212. doi: 10.11728/cjss2009.02.208
摘要(3526) PDF 558KB(1216)
摘要:
利用低纬度地区某垂测站2005 年3 月和4 月两个月f0F2参数共5856 个数据样本, 对提前15 min的一步预测算法进行了研究. 基于混沌时间序列的相空间重构方法, 以相近邻点轨迹具有相似性为预测理论基础, 采用k最近邻点的方法对下一时刻的f0F2进行预测. 对邻点个数的选取采用了训练法和自适应选择法, 对选出的邻点采用平均法和自回归两种方法进行处理, 并对几种不同方法的预测结果进行了比较. 结果证明, 基于相空间重构的一步预测算法预测精度较高, 并且容易实现, 运算速度高, 适用于电离层参数准实时预报.
新疆于田7.2 级地震前的电离层电磁扰动
张学民, 钱家栋, 欧阳新艳, 蔡晋安, 刘静, 申旭辉, 赵庶凡
2009, 29(2): 213-221. doi: 10.11728/cjss2009.02.213
摘要(3848) PDF 1070KB(1603)
摘要:
利用法国DEMETER 卫星观测的电磁、等离子体等参量的观测数据分析了2008 年3 月21日新疆于田7.2 级地震前离子温度Ti、离子密度Ni、甚低频(VLF) 磁场等出现的异常变化. Ti分析显示震中区上空出现的突变信号在更大空间多次重复出现, 作为地震异常的信度不高. 通过多次重访轨道对比发现H+ 离子密度整体变化形态一致, 但夏秋季节的峰值变化幅度是冬春季节的1 倍. 通过把2008 年的数据与2007 年和2006 年同期的重访轨道数据进行对比, 发现2008 年在于田地震前1 个月左右Ni 在峰值区呈现了显著增强的变化趋势, 并一直持续到地震前, 2008 年2 月以后的峰值幅度是其他两年同期的~1 倍多. 对于磁场频谱数据, 抽取了震中区域上空2000 km 范围内多个轨道的单频(400 Hz)信息, 并在研究区域统一纬度空间(0~60°N) 进行了时间序列对比, 结果发现地震前2 日内震中区域上空400 Hz 谱密度增加了近一个数量级, 反映空间存在明显的VLF 电磁辐射现象. 对于3 月20 日极低频段(ELF) 三分量电磁场的矢量分析显示观测时段内存在一些左旋极化电磁信号, 反映了空间电离层离子密度变化伴随ELF 电磁辐射信息. 综合分析认为, 这次地震前各参量的变化过程与目前地震孕育及电离层耦合机理相吻合.
太阳紫外辐射对星上光学膜层的影响
王英鉴, 王咏梅
2009, 29(2): 222-228. doi: 10.11728/cjss2009.02.222
摘要(3853) PDF 721KB(1324)
摘要:
光学遥感是当前卫星遥感的重要手段, 而卫星温控和能源系统也广泛采 用光学膜层, 它们在空间环境条件下的性能对卫星应用任务的完成, 乃至卫星寿命、安全将起着非常重要的作用. 本文给出了太阳紫外辐射对星上光学膜层影响的主要机制, 分析了这一影响的主要规律和原子氧剥蚀、高能粒子和静电场的作用, 综述了太阳紫外辐射对星上光学系统表面膜层影响的测量结果, 最后提出了星上光学膜层污染防护中应重点关注的几个方面.
在轨航天器撞击解体特性分析与计算
李怡勇, 沈怀荣, 李智
2009, 29(2): 229-233. doi: 10.11728/cjss2009.02.229
摘要(4001) PDF 589KB(1493)
摘要:
对在轨航天器撞击解体问题进行了研究, 基于NASA 标准解体模型, 给出了在轨航天器撞击解体算法, 重点分析了解体计算时应该满足的几个约束条件. 编写了该算法的通用仿真计算程序, 并通过与P-78 卫星解体事件的实测数据比较验证了算法和程序的正确性. 研究结果对预测分析在轨撞击事件的毁伤特性具有重要的参考价值.
规避时段选择与机动变轨研究
王建峰, 刘静, 刘林
2009, 29(2): 234-239. doi: 10.11728/cjss2009.02.234
摘要(2786) PDF 558KB(1334)
摘要:
按照空间碎片减缓指南的要求, 当两个空间物体发生碰撞前需要进行规避操作. 本文对规避中涉及到的速度增量与轨道变化的关系进行了分析, 探讨了一些具体的机动变轨方法, 同时还就测站的观测时段问题作了研究, 为碎片预警和航天器的规避提供了有力的支持.
基于量子纠缠的空间信息传输系统研究
阎毅, 裴昌幸, 韩宝彬, 赵楠
2009, 29(2): 240-243. doi: 10.11728/cjss2009.02.240
摘要(2701) PDF 492KB(1137)
摘要:
量子通信是一种无条件安全的信息传输方式. 提出了一种基于量子纠缠的空间信息系统. 该系统以平流层平台和地球同步卫星为量子中继站, 分发纠缠光子对. 利用量子纠缠在发信者与收信者之间建立通信链路, 使用量子隐形传态进行量子信息传输. 讨论了该空间信息系统的特性, 并对其信息传输性能进行了数值分析. 结果表明该系统能够安全有效地传输空间信息.
弱太阳闪烁对深空通信的影响
赵娜, 孟新, 胡圣波
2009, 29(2): 244-248. doi: 10.11728/cjss2009.02.244
摘要(3585) PDF 554KB(1546)
摘要:
行星聚合和太阳闪烁是影响深空通信的重要因素. 分析了行星聚合和太阳闪烁的物理特性, 建立了弱太阳闪烁条件下深空通信信道的Rician 模型, 并得出了当Rician 因子大于10 dB 时近似为高斯信道的结论. 对弱太阳闪烁下X 波段和Ka 波段的通信性能进行了仿真, 这对建立可靠的深空通信链路具有十分重要的意义.
Structural Analysis About a New Solar Sail
ZHENG Jinjin, SHENG Zhaoyu, ZHOU Hongjun, HUANG Wenhao, SHENG Lianguan
2009, 29(2): 249-256. doi: 10.11728/cjss2009.02.249
摘要(3148) PDF 378KB(1893)
摘要:
The article presents a structural analysis of a new space probe-solar sail. It was deployed successfully on ground. The loads for an outer space mission was introduced and expressed with equation. As a special state, the largest load around earth was used to analyze the model by the finite element method. Some results about strain and stress was obtained after setting some initial parameters. Compared to the results in the literature, the results presented here are significant.

期刊介绍

ISSN 0254-6124       CN 11-1783/V

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