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2009年  第29卷  第4期

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论文
太阳宁静区磁漏斗结构的扩展特征
谭博, 田晖, 何建森
2009, 29(4): 353-358. doi: 10.11728/cjss2009.04.353
摘要:
通过对观测的光球纵向磁场进行势场外推, 重构了一个太阳宁静区光球以上的磁场结构. 结果显示, 在20 Mm 以下, 开放磁力线呈现多个明显的小磁漏斗结构, 这些小磁漏斗结构随高度扩展, 并且在20 Mm 左右融合成大的漏斗结构. 通过系统地研究磁漏斗结构横截面积随高度的变化趋势, 发现太阳宁静区磁漏斗结构的截面积随高度近似线性扩展, 磁漏斗结构在较低高度上(<20Mm) 扩展的速度比在较高高度上 (>20Mm) 扩展的速度要快. 这一结果对太阳风起源和磁环中物质流动的二维数值模拟具有重要的意义. 同时还发现, 闭合磁力线的数目随高度以指数函数的形式减少.
行星际磁云边界层中的电子分布函数特征
朱春明, 魏奉思, 冯学尚, 左平兵
2009, 29(4): 359-367. doi: 10.11728/cjss2009.04.359
摘要:
基于WIND 飞船观测的1995---2006 年间的磁云事件, 研究了磁云边界层中电子的流动图样, 以及电子速度分布函数的特点与电子加热和加速的关系, 得出以下结果. ①磁云边界层中存在的电子流动图样, 包括各向同性、双向流动和单向流动等. ② 相比于背景太阳风和磁云本体, 通常情况下磁云边界层中电子分布函数的核心热电子成分 (E<60eV) 增多, 超热电子成分 (E>60eV) 在沿磁场垂直方向上增多, 而在沿磁场平行或反平行方向以单方向增加为主, 此外, 还在近1/10 的磁云边界层中观测到了高能电子的明显增多. ③对比研究了磁云边界层与磁云驱动的激波对电子速度分布函数的调制作用, 经过激波, 电子分布函数的超热电子成分在各方向上都有增加, 不同于磁云边界层中在沿磁场平行或反平行方向上超热电子成分以单方向增加为主, 表明二者有不同的形成机制. ④考察了磁云边界层中的波活动增强和电子分布函数及离子流量增加的对应关系. 上述观测和对比分析进一步表明了磁云边界层是一种重要的动力学结构, 磁重联是一种可能的形成机制.
电离层NmF2 的准27天变化
马瑞平, 徐寄遥, 袁韡, 姜国英, 刘晓
2009, 29(4): 368-376. doi: 10.11728/cjss2009.04.368
摘要:
利用1969---1980 年期间东亚和澳大利亚扇区不同地磁纬度11 个台站的电离层垂直探测数据, 采用带通滤波的方法, 分析了白天NmF2 的准27 天变化特征及其与太阳活动指数F10.7 的相关关系. 结果表明, 在大多数年里, 太阳活动指数F10.7 和NmF2 的短周期 (2~70 天) 频谱中, 27天周期附近都出现明显的极大值; 在27 天波段, F10.7 和NmF2的标准偏差有逐年变化特征, F10.7 的平均标准偏差为10.9%, NmF2的标准偏差随地磁纬度变化, 赤道地区最小, 纬度越高标准偏差越大, 11个站的平均标准偏差为8.2%; 在27 天波段, NmF2 与F10.7存在显著的相关, 在0.05 的显著水平下, 显著相关的概率在90% 以上; NmF2 相对于F10.7 的准27 天变化平均滞后2 天左右; 从总体上看, 太阳EUV 辐射的准27 天变化是造成NmF2 准27 天变化的主要原因.
电离层f0F2参数提前24小时预测
孔庆颜, 柳文, 焦培南, 凡俊梅, 冯静, 鲁转侠
2009, 29(4): 377-382. doi: 10.11728/cjss2009.04.377
摘要:
利用中国9 个垂测站(海口、广州、重庆、拉萨、兰州、北京、乌鲁木齐、长春、满洲里) 一个太阳周 (1976---1986 年) 的数据资料, 采用三层前向反馈神经网络(BP网络) 实现了电离层F2层临界频率(f0F2) 参数提前24h预测. 通过对f0F2参数的时间序列及其与日地活动之间进行相关分析, 确定f(t) (当前时刻f0F2)、经过变换的F10.7指数等5个参数作为神经网络的输入参数, 并通过同时段训练法获得不同时刻的预测值, 本文与自相关分析法进行了预测性能比较. 结果表明, 上述方法构建的神经网络可以达到较高的预测精度. 针对暴时数据, 对神经网络算法进行了改进, 提高了神经网络法对暴时数据的适用性.
利用F10.7短期预报电离层f0F2
陈春, 吴振森, 孙树计, 丁宗华, 班盼盼, 赵振维
2009, 29(4): 383-388. doi: 10.11728/cjss2009.04.383
摘要:
通过对电离层历史数据和太阳射电流量F10.7的回归分析, 提出了一种单站电离层f0F2的短期预报方法, 以F10.7的流动平均值fc为输入, 以未来3天的f0F2为输出, 分别利用中国地区8个台站的数据进行检验, 分析不同太阳活动水平、季节以及地方时预报误差的分布特征. 结果表明, 该方法能有效地预测未来1~3 天的f0F2. 该方法还可应用于其他电离层参量的短期预报.
电离层数字测高仪被动接收观测模式研究
朱正平, 宁百齐, 孙凤娄, 陈锟
2009, 29(4): 389-396. doi: 10.11728/cjss2009.04.389
摘要:
利用CADI (Canadian Advanced Digital Ionosonde) 电离层数字测高仪平台, 实现了新的电离层数字测高仪被动接收观测模式. 利用新开发的观测模式, 在观测台站开展了一系列实验观测研究, 经过信号处理和信息提取, 获得了电离层特征参量f0F2回归方程, 高频信道背景噪声分布, 电离层D层对电波的吸收等电离层探测信息. 实验观测结果表明, 所获取的f0F2与主动探测结果相关性在0.84 以上, 高频信道背景噪声分布以及电离层D层吸收状况与电离层实际分析结果相吻合.
极区中层夏季回波火箭探空观测的个例分析
李海龙, 吴健, 黄际英, 王茂琰
2009, 29(4): 397-401. doi: 10.11728/cjss2009.04.397
摘要:
利用仅发生极区中层夏季回波 (Polar Mesosphere Summer Echoes, PMSE) 现象时的ECT-02 火箭探空数据, 反演出电子数密度和尘埃电荷数密度. 这些典型的极区中层顶的基本参量为研究PMSE提供了良好的数据基础. 通过分析得出了极区中 层顶区域属于弱电离、弱耦合尘埃等离子体的结论. 根据电子数密度数扰动分析PMSE现象发现, 电子数密度的扰动与PMSE有密切的联系, 扰动强烈的地方回波就强, 扰动弱的地方回波就弱, 或者不发生PMSE 现象.
损失锥电子速度分布激发的哨声波
周立辉, 陆全明, 郭俊, 王水
2009, 29(4): 402-408. doi: 10.11728/cjss2009.04.402
摘要:
利用一维粒子模拟方法研究了损失锥电子速度分布激发的哨声波非线性演化过程, 并与双麦克斯韦电子分布激发哨声波的情况进行了比较. 结果表明, 这两种情况下, 在线性增长阶段哨声波的主导频率 (能量最集中的一个频率) 是一样的, 波动的激发使得平行于背景磁场方向的电子温度有所提高. 比较而言,在损失锥分布情况下, 哨声波具有主导频率的波模可较早地被激发, 而在线性增长阶段, 哨声波的能量更倾向于集中在高频(短波长)波段. 部分粒子被散射到损失锥中, 而使损失锥分布得以补充. 本文还研究了不同各向异性分布和磁场强度条件下的激发过程.
武汉与海口地区对流层顶的变化特征
李伟, 樊超, 易帆
2009, 29(4): 409-416. doi: 10.11728/cjss2009.04.409
摘要:
通过对武汉和海口地区2000---2004年Radiosonde 常规观测数据的分析, 讨论了当地对流层顶温度与高度的年变化特征, 并与热带地区站点的结果进行了比较. 各等压面温度的扰动、温度递减率及对流层厚度的年变化特征显示, 对流层顶更多地受到了平流层的影响. 通过对武汉地区2006年1月11---15日Radiosonde加密观测数据的分析, 对武汉地区对流层顶周日变化的特征进行了探讨, 结果表明武汉地区对流层顶的温度存在显著的周日变化.
太阳极紫外多波段成像仪
彭吉龙, 朱光武, 韦飞, 李保权
2009, 29(4): 417-421. doi: 10.11728/cjss2009.04.417
摘要:
在目前仪器特点和性能的基础上, 结合中国现有卫星特点和技术基础, 提出了一种新型太阳极紫外多波段成像仪, 采用小型化设计, 利用一台仪器实现对日冕和色球层4个不同波段的高分辨率成像, 不仅能有效利用卫星资源, 提高空间探测水平, 还能实现对日冕和色球的同时观测, 推动空间天气研究, 提高空间天气预报水平.
空间目标碰撞概率的显示表达式及影响因素分析
白显宗, 陈磊
2009, 29(4): 422-431. doi: 10.11728/cjss2009.04.422
摘要:
在圆轨道情况下推导了空间目标碰撞概率的显式表达式, 将碰撞概率表示为空间目标交会几何条件 (过交线高度差、过交线时间差、轨道夹角等) 和RSW坐标系误差方差的显式函数. 根据显式表达式对碰撞概率的影响因素进行了分析, 研究了过交线高度差、过交线时间差、轨道夹角、位置预报误差、等效半径等因素对碰撞概率的影响, 得出了一些有意义的结论.
展开桁架天线热致振动数值分析
杨玉龙, 关富玲
2009, 29(4): 432-437. doi: 10.11728/cjss2009.04.432
摘要:
对一展开桁架抛物面天线, 利用有限元法, 建立瞬态热平衡方程, 针对空间天线和热致振动的特点, 提出温度场在时间域上收敛于正确解和稳态解的收敛准则; 利用节点温度, 模拟热动力荷载, 对天线典型节点热致振动位移和天线形面精度进行了数值分析. 研究表明, 热致振动发生在热动力荷载急剧变化的初时阶段, 合适的阻尼和结构形式可以消除热致振动; 结构的热致振动响应, 主要集中在结构固有振动特性中的各向主振动; 由热致振动引起天线形面精度误差, 呈现由急剧振动趋于静态的特性, 但初始的振动幅值较大.
参数自整定模糊PI 控制在纳卫星热控系统中的应用
杨娟, 李运泽
2009, 29(4): 438-443. doi: 10.11728/cjss2009.04.438
摘要:
在功能维持不变甚至更强的条件下, 卫星体积、尺寸和质量不断减小, 致使在卫星内部小空间内单位时间传输大量的热, 因此常规的热控技术很难满足控制要求. 为使纳卫星负载温度稳定在允许范围内, 亟需研发新的热控方法. 在纳卫星温度系统模型基础上, 将PI 参数模糊自整定控制器与航天器热控技术相结合, 得到纳卫星智能热控系统, 以调节辐射器散热面为控制目标, 并进行了仿真研究. 结果表明, 该控制策略响应快, 适应性和鲁棒性强, 消除了稳态误差, 较模糊控制和传统PI 控制具有更好的动、静态特性, 适用于纳卫星热控系统.
一类准循环LDPC码及其编码
夏国江, 齐建中, 孙辉先, 熊蔚明
2009, 29(4): 443-447. doi: 10.11728/cjss2009.04.443
摘要:
针对空间通信的特点, 对基于循环矩阵构造的一类正则准循环LDPC码进行了改进, 得到了一类非正则准循环LDPC码. 与原码相比, 这类非正则LDPC码的奇偶校验矩阵H具有3个特点: 行满秩, 具有下三角结构, 引入了一度变量节点. 前两个特性使得这种LDPC码的编码计算复杂度和结构复杂度都与校验位长度成正比, 从而便于编码器的软硬件实现. 第三个特性使码的迭代译码门限稍有降低, 但同时还能保证译码的收敛, 计算机仿真结果也证明了这一点. 本文还简化了对围长不小于6的条件的证明, 推导了系统码校验位的计算公式, 并在此基础上给出了利用移位寄存器的编码电路.