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2009年  第29卷  第3期

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论文
火星空间磁场结构特征
张艺腾, 李磊
2009, 29(3): 257-261. doi: 10.11728/cjss2009.03.257
摘要(3825) PDF 603KB(1689)
摘要:
在火星空间模拟的单流体MHD模型的基础上, 研究了火星空间磁场结构及火星表面局部磁异常对磁场结构的影响. 在太阳风与火星相互作用的过程中, 形成弓激波和磁堆积区, 行星际磁场弯曲并向两极移动且被拖拽变形, 大部分磁力线从火星两极绕过, 通过火星之后在磁尾留下V字形结构. 火星表面附近局部磁异常也对火星磁场结构产生不可忽视的影响. 不同位置和强度的磁异常与太阳风相互作用形成结构及形态各异的微磁层, 如被拖拽的微磁层和存在开磁力线的微磁层等. 局部磁异常改变了近火磁场结构, 并可能改变等离子体的分布.
磁云边界层内朗缪尔波活动现象的初步研究
左平兵, 朱春明, 魏奉思, 冯学尚, 李汇军
2009, 29(3): 262-267. doi: 10.11728/cjss2009.03.262
摘要(3702) PDF 805KB(2632)
摘要:
对35例磁云边界层内朗缪尔波活动现象进行了初步分析, 发现两类磁云边界层内特有的朗缪尔波活动现象. 一类是相对于邻近鞘区和磁云本体, 整个边界层内朗缪尔波活动增强; 另一类是短时间的朗缪尔波爆发现象, 同时伴随着宽频带的多普勒频移离子声波活动. 考察了其中一例朗缪尔波爆发事件对应的高分辨率电子分布函数数据, 发现速度约为7×103 km/s的电子束流形成尾峰分布不稳定性导致了朗缪尔波的爆发.
中低纬电离层对行星际磁场南向翻转的响应
孙树计, 陈春, 丁宗华, 班盼盼, 奚迪龙
2009, 29(3): 268-274. doi: 10.11728/cjss2009.03.268
摘要(2834) PDF 677KB(1163)
摘要:
利用卫星和地面台站的历史数据, 研究了中低纬电离层f0F2 对强行星际磁场南向翻转的响应. 结果表明, 行星际磁场南向翻转能引起电离层扰动式响应, 响应特性与纬度、季节和翻转时刻的地方时有关. 在中纬, 发生在夏分季和夜间的翻转能造成较强的电离层负响应, 其幅度随纬度的降低而变弱, 在恢复过程中存在不规则振荡; 在低纬, 南向翻转引起的电离层响应在夏分季较强, 在冬季则较弱, 且易被淹没在电离层自身的扰动中. 分析指出电离层最大负响应与翻转后南向磁场极大值之间有着较好的线性关系.
IRI-2007对扩展F的预测与观测比较研究
黄为权, 肖赛冠, 肖佐, 张东和, 郝永强
2009, 29(3): 275-280. doi: 10.11728/cjss2009.03.275
摘要(4537) PDF 605KB(1091)
摘要:
通过对赤道地区两台站的扩展F 实际观测值与IRI-2007 模型预测值的比较, 研究了该模型预测结果的地域局限性和预测的准确度. 该模型建立在美洲扇区赤道附近台站资料基础上, 本文选取非洲扇区大体同纬度两个台站资料进行对比研究. 统计结果表明, 无论在发生概率日均值的年变化趋势上, 还是在扩展F 发生率年均值随地方时变化以及随太阳活动的统计中, 都存在着明显的差异; 而对非洲两站实测值的分析和IRI-2007 模型对南美巴西地区的预测又分别与当前已有的研究结果相符. 分析结果表明, (1) 建立在巴西台站数据基础上的IRI-2007 模型的统计建模极具参考价值; (2) 赤道和低纬度电离层扩展F 现象有强烈的经度效应, 在该模型建模方法基础上, 结合不同扇区实际资料的统计, 能改进该模型全球应用的普适性; (3) IRI-2007模型能正确反映巴西地区扩展F 的发生概率, 用该模型和其他扇区不同条件下的实测值对比, 提供了一个细致研究扩展F经度效应的基础, 有利于确认导致扩展F发生的基本条件和多种影响因素的具体作用.
电离层掩星反演的TEC修正反演法
刘赵林, 孙学金, 符养
2009, 29(3): 281-286. doi: 10.11728/cjss2009.03.281
摘要(2744) PDF 686KB(1272)
摘要:
电离层掩星数据反演的传统方法是采用改正TEC的Abel 变换反演法, 实际电离层的非球对称性会给电子密度的反演结果带来误差. 文中研究了利用TEC修正方法结合背景场来剔除TEC 受电子密度水平变化的影响, 改善球对称假设适用性, 提高反演精度, 并应用此方法于模拟掩星事件的反演. 结果表明, 与传统的Abel 变换反演相比, TEC 修正反演法能够减小反演误差. 用TEC 修正反演法对不同方法获取的背景场的反演结果比较表明, 背景场与实际场吻合的程度越高, 反演效果越好.
麦克斯韦分子碰撞下的离子分布函数及其非相干散射谱的计算
薛昆, 郭立新, 吴健, 徐彬, 房朝峰
2009, 29(3): 287-295. doi: 10.11728/cjss2009.03.287
摘要(3220) PDF 719KB(1427)
摘要:
采用麦克斯韦分子碰撞模型描述玻耳兹曼方程的碰撞项, 基于双麦克斯韦分布函数得到的输运方程包含了粘滞和热流的影响, 通过求解输运方程得到了离子漂移速度, 平行和垂直磁场的离子温度, 应力张量以及平行和垂直能量的热流矢量的表达式. 进而得到了麦克斯韦分子碰撞模型下离子分布函数的16矩近似. 利用非相干散射理论, 计算得到了非相干散射谱. 相对于简单的驰豫碰撞模型, 麦克斯韦分子碰撞模型能更准确地描述非麦克斯韦分布的电离层E 层的碰撞过程.
模拟重力波非线性传播的并行数值模式
刘晓, 徐寄遥, 李文强, 高红
2009, 29(3): 296-303. doi: 10.11728/cjss2009.03.296
摘要(3520) PDF 896KB(1210)
摘要:
基于MPI 消息传递接口和区域分解的思想, 对跳点网格上的串行数值模式进行并行化处理, 建立了模拟重力波非线性传播的并行数值模式. 针对跳点网格的特点, 详细论述了跳点网格系统下区域分解和各子区域间的数据通信. 对小振幅重力波传播过程的模拟结果表明, 并行数值模式可以很好地模拟小振幅重力波的传播过程, 也能保持重力波传播过程中的能量守恒关系. 并行数值模式的并行效率可以达到0.65, 在理想情况下可以达到最大值1.0. 作为与串行数值模式的比较, 采用不同网格分辨率以保证计算时间相同, 分别用串行和并行数值模式模拟有限振幅重力波的非线性传播过程, 结果表明, 通过引入更多的进程参与计算, 并行数值模式可以有效地提高模式的分辨率, 模拟出重力波在发生翻转之后, 而在演化成湍流之前的这段时间内有Kelvin-Helmholtz billows 出现, 但是, 在相同的计算时间内, 串行模式的分辨率较低, 不能刻画这些精细的现象.
利用OH夜气辉反演原子氧数密度时输入参数的不确定度对反演结果的影响
高红, 徐寄遥, 陈光明, 袁韡, Schulte W, Mikhalev A V, Medvedeva I V
2009, 29(3): 304-310. doi: 10.11728/cjss2009.03.304
摘要(3799) PDF 604KB(1310)
摘要:
借助OH 夜气辉辐射的光化学模式, 由OH 夜气辉辐射反演中间层-低热层区域的原子氧数密度时, 输入参数的不确定性将导致反演得到的原子氧数密度具有不确定性. 以在sudden death猝灭模式下通过OH(8-3)振动带体辐射率反演原子氧数密度为例, 分别研究了大气参数和OH 气辉辐射率的不确定度引起的反演不确定度、化学反应速率常数的不确定度引起的反演不确定度, 以及所有输入参数的不确定度共同引起的反演不确定度, 找出其不确定度对反演结果影响最大的参数. 结果表明, 三种反演不确定度均随着高度的升高而增大, 温度和体辐射率的不确定度对第一种反演不确定度的贡献最大, 反应速率常数b(8)和A(8-3)的不确定度对第二种反演不确定度的贡献最大.
利用COSMIC数据分析全球对流层顶温度和高度的变化特性
袁韡, 徐寄遥, 马瑞平
2009, 29(3): 311-318. doi: 10.11728/cjss2009.03.311
摘要(3847) PDF 736KB(1211)
摘要:
利用COSMIC卫星无线电掩星观测的温度数据分析了全球范围的对流层顶参量的变化特性. COSMIC多颗卫星连续观测的温度数据有很好的全球覆盖和很好的垂直分辨率, 是分析全球范围对流层顶变化的重要探测数据. 经过数据筛选, 得到日平均温度的全年分布数据. 采用大气温度递减率判据得到对流层顶温度和对流层顶高度的全球分布和变化. 结果表明, 全球范围内的对流层顶温度和对流层顶高度分布的基本结果与利用无线电探空资料和欧洲气象局再分析数据得到的结果基本一致; 对流层顶温度和对流层顶高度呈现明显的季节变化, 赤道附近和中纬度地区的对流层顶高度变化与高纬地区的对流层顶高度变化出现反相; 对流层顶温度和高度的变化呈现明显的南北半球不对称性.
神舟七号微小卫星伴随飞行技术试验
陈宏宇, 朱振才, 周依林, 曹彩霞, 余勇, 李东
2009, 29(3): 319-325. doi: 10.11728/cjss2009.03.319
摘要(3338) PDF 943KB(1541)
摘要:
神舟七号 (SZ-7) 载人航天任务中释放的一颗微小伴随卫星 (BX-1), 首次开展了卫星在轨释放、对飞船观测和对轨道舱接近及绕飞等技术试验. 该卫星首次进行了GaInP2/GaAs/Ge 中国产太阳电池阵、锂离子蓄电池、微型液氨推进模块、小型化姿态跟踪控制模块、双焦距一体化可见光相机及小型化USB 测控应答机等技术验证. 本文介绍了SZ-7 微小卫星的设计方案, 讨论了形成稳定伴随飞行的轨道设计等技术, 并根据卫星在轨运行情况对试验任务进行了评价.
基于天基光学监视的空间目标跟踪方法研究
李骏, 安玮, 周一宇
2009, 29(3): 326-331. doi: 10.11728/cjss2009.03.326
摘要(2706) PDF 708KB(1341)
摘要:
利用天基观测平台实现对空间目标的有效监视跟踪是空间监视的发展趋势. 在对天基光学监视特点进行分析的基础上, 通过对帧集内目标运动条痕线性拟合提取帧集测量信息, 提出适合其数据特点的空间目标被动跟踪方法, 并给出相应跟踪初始化方法. 该方法在降低信息处理数据流量的同时可以保证一定的精度.
高动态GPS/SINS 组合导航系统的时间同步方法
李建文, 郝顺义
2009, 29(3): 332-337. doi: 10.11728/cjss2009.03.332
摘要(3314) PDF 619KB(1026)
摘要:
高动态环境下GPS/SINS 组合导航系统的同步误差源均被不同程度地放大, 严重影响了系统的组合性能. 给出了同步时间基准及记录GPS 通信延时的硬件设计思想. 在此基础上, 将GPS 与SINS 的时标差、SINS 的频标漂移及GPS 的通信延迟作为同步误差源, 采用软件处理方式完成对SINS 频标漂移的建模、量测信息的外推计算及GPS 通信延时的滤波补偿, 使系统的量测信息在每一个同步点上实现同步. 仿真结果验证了方法的有效性.
具有未知载荷参数的漂浮基空间机械臂姿态、关节协调运动的模糊自适应补偿控制
梁捷, 陈力
2009, 29(3): 338-345. doi: 10.11728/cjss2009.03.338
摘要(4469) PDF 761KB(1883)
摘要:
讨论了载体姿态受控、位置不受控制情况下, 漂浮基空间机械臂载体姿态及机械臂 关节协调运动的控制问题. 利用拉格朗日方法并结合系统动量守恒关系, 建立了漂浮基空间机械臂完全能控形式的系统动力学方程. 以此为基础, 针对空间机械臂末 端爪手所持载荷参数未知的情况, 设计了一种基于标称计算力矩控制器附加模糊自适应补偿控制器的复合控制方案, 即通过模糊自适应补偿控制器来弥补系统未知参数对标称计算力矩控制器的影响, 以确保存在未知系统参数情况下整个闭环控制系 统的渐近稳定性. 文中提到的控制方案能够有效地控制漂浮基空间机械臂的载体姿态及机械臂关节, 可以协调地完成期望的轨迹运动, 并具有不需要反馈和测量空间机械臂载体 的位置、移动速度、移动加速度, 同时也不要求系统动力学方程关于系统惯性参数呈线性函数关系的显著优点. 通过系统数值仿真证实了方法的有效性.
空间环境天基探测现状与需求分析
龚建村, 刘四清, 师立勤, 陈赵峰
2009, 29(3): 346-352. doi: 10.11728/cjss2009.03.346
摘要(3657) PDF 621KB(1470)
摘要:
天基空间环境探测是了解空间环境状态及变化规律的重要手段, 同时也是保障人类空间活动安全的空间环境预报业务的重要数据来源. 为了促进中国空间环境天基探测的发展和合理布局, 本文分析总结了空间环境天基探测的现状、特点以及能够服务于空间天气预报的业务监测能力情况, 从空间环境业务保障角度分析了空间环境天基探测的需求, 并对中国天基空间环境探测的发展思路进行了初步探讨分析.

期刊介绍

ISSN 0254-6124       CN 11-1783/V

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