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2019年  第39卷  第1期

前沿动态
ESA确定Cheops任务发射时间
范唯唯
2019, 39(1): 1-1.
摘要:
美国研究或发现首颗系外卫星存在的证据
王海名
2019, 39(1): 1-1.
摘要:
Mars 2020确定着陆点
韩淋
2019, 39(1): 1-1.
摘要:
Insight火星探测器成功着陆
韩淋
2019, 39(1): 2-2.
摘要:
JAXA成功发射GOSAT-2
范唯唯
2019, 39(1): 2-2.
摘要:
GOCE发现南极冰盖下古代大陆遗迹
范唯唯
2019, 39(1): 2-2.
摘要:
日美研究团队揭示微重力引发眼球组织损伤
王海名
2019, 39(1): 3-3.
摘要:
英国和新加坡将联合实施空间量子密码学项目
王海名
2019, 39(1): 3-3.
摘要:
DLR封闭式生命保障系统Eu:CROPIS即将发射
王海名
2019, 39(1): 4-4.
摘要:
发展战略
国际空间研究委员会战略研讨会在法国蒙彼利埃
许永建
2019, 39(1): 5-5.
摘要:
俄罗斯公布月球计划实施路线图
范唯唯
2019, 39(1): 5-5.
摘要:
美国国家空间委员会用户咨询组讨论NASA重返月球计划
韩淋
2019, 39(1): 6-6.
摘要:
政策研讨
美国科学院发布《寻找宇宙生命的宇宙生物学战略》
王海名
2019, 39(1): 7-7.
摘要:
Euroconsult发布《空间探测前景》报告
范唯唯
2019, 39(1): 8-8.
摘要:
研究论文
Near Earth Vortices Driving of Field Aligned Currents Based on Magnetosphere Multiscale and Swarm Observations
ZHANG C, SHEN C, YANG Y Y, DUNLOP M W, TI S, RUSSELL C T, LÜHR H, BURCH J L, LINDQVIST P A, TORBERT R B, FRⅡS-CHRISTENSEN E
2019, 39(1): 9-17. doi: 10.11728/cjss2019.01.09
摘要:
A long-standing mystery in the study of Field-Aligned Currents (FACs) has been that:how the currents are generated and why they appear to be much stronger at high altitudes than in the ionosphere.Here we present two events of magnetotail FACs observed by the Magnetospheric Multiscale Spacecraft (MMS) on 1st July and 14th July 2016,to show how the Substorm Current Wedges (SCW) were formed.The results show that particles were transferred heading towards the Earth during the expansion phase of substorms. The azimuthal flow formed clockwise (counter-clockwise) vortex-like motion,and then generated downward (upward) FACs on the tailward/poleward side of the distorted field with opposite vorticity on their Earthward/equatorward side.We also analyzed the Region 1 FACs observed by the Earth Explorer Swarm spacecraft on 1st July 2016 and found that they were associated with FACs observed by MMS,although differing by a factor of 10.This difference suggests that either there was the closure of the currents at altitudes above 500 km or the currents were not strictly parallel to B and closed at longitudes away from where they were generated.
GEO轨道相对论电子日积分通量预报统计建模
钟秋珍, 未历航, 林瑞淋, 郑金磊, 刘四清
2019, 39(1): 18-27. doi: 10.11728/cjss2019.01.018
摘要:
基于辐射带相对论电子哨声波局地加速理论,将地磁AE指数作为源电子通量和通量各向异性的指标,将地磁Dst指数作为损失机制的指标,利用滑动窗口线性滤波器方法,建立了一个地球静止轨道大于2MeV相对论电子预报模型.利用该模型开展了2000-2009年地球静止轨道相对论电子通量预报试验.研究发现,这10年总预报效率为0.818,2003年的预报效率(0.633)最低,2009年的预报效率(0.856)最高.模型预报效果与持续模型相比有很大提高,略低于利用太阳风参数作为输入的同类预报模型的预报效果.这说明即使在缺少太阳风参数的情况下,该模型利用地磁扰动参数也能取得较好的预报效果.当模型输入参数增加了太阳风速度时,即综合考虑了行星际扰动和磁层扰动对辐射带粒子加速过程的影响,模型逐年的预报效率进一步提升.其中,2005年的预报效率提升了9.5%,这10年的总预报效率增加到0.848,预报值与实测值之间的线性相关系数为0.918,均方根误差为0.422.
基于Pareto分布的磁暴感应地电场极值测度模型
吴伟丽, 赵普志, 蔡其东
2019, 39(1): 28-35. doi: 10.11728/cjss2019.01.028
摘要:
磁暴感应地电场为电力系统安全运行带来风险,研究极端磁暴地电场水平能够为量化并防御电力系统磁暴灾害风险提供理论支持.提出了基于极值理论的磁暴感应地电场极值测度模型.首先利用地磁观测数据构造年度最大地电场样本数据,建立地电场广义Pareto分布模型,然后利用剩余寿命图和Q-Q图检验模型,并通过Bayes方法估测模型参数,最后计算模型的分位数,即地电场极值测度.利用中国地磁台观测的52年磁暴数据,结合中国喀什地区大地典型结构,估算出喀什地区五十年一遇的感应地电场可达3.288V·km-1,百年一遇地的感应地电场可达3.332V·km-1.利用相同方法还估测了中国部分地磁台站所在区域的地电场极值.研究结果可为估计极值地磁暴提供新思路,也可为分析电力系统磁暴灾害风险提供数据支撑.
风云三号C星GNOS北斗掩星电离层探测初步结果
杨光林, 孙越强, 白伟华, 张效信, 杨忠东, 张鹏, 谭广远
2019, 39(1): 36-45. doi: 10.11728/cjss2019.01.036
摘要:
利用风云三号卫星C星GNOS掩星探测仪电离层数据,分析了2013年10月FY-3C GNOS探测的北斗掩星电离层廓线分布,将2013年10月1日至2015年10月10日期间FY-3C GNOS观测的F2层峰值电子密度(NmF2)与地面电离层测高仪观测结果进行对比,验证了FY-3C GNOS北斗电离层掩星的探测精度.结果表明,FY3-C GNOS北斗电离层掩星与电离层测高仪探测的NmF2数据相关系数为0.96,平均偏差为10.21%,标准差为19.61%.在不同情况下其数据精度有如下特征:白天精度高于夜晚;夏季精度高于分季,分季精度高于冬季;中纬地区精度高于低纬地区,低纬地区精度高于高纬地区; BDS倾斜同步轨道(IGSO)卫星精度高于同步轨道(GEO)卫星和中轨道(MEO)卫星.FY-3C GNOS北斗电离层掩星与国际上其他掩星电离层数据精度的一致性对GNSS掩星探测资料的综合利用具有重大意义.
基于NTCM-BC模型的全球卫星导航系统单频电离层延迟修正
胡菡静, 王小妮, 刘俊婷
2019, 39(1): 46-54. doi: 10.11728/cjss2019.01.046
摘要:
选择NTCM-BC模型作为单频电离层延迟修正模型,通过非线性最小二乘拟合的方法,利用提前一天预测的电离层图(COPG文件),计算得到NTCM-BC模型修正系数;利用Klobuchar模型和IGS发布的GIM数据对NTCM-BC模型进行比较和分析.对太阳活动高、中、低年实测数据的分析结果表明:全球平均水平上,NTCM-BC模型的电离层延迟修正性能明显优于Klobuchar模型,NTCM-BC模型的TEC平均误差和均方根误差比Klobuchar模型分别下降了41%和30%;模型的TEC计算误差与太阳活动剧烈程度成正相关,即太阳活动高年模型误差较大,太阳活动低年误差相对较低.相较于磁静日,磁扰日期间Klobuchar模型和NCTM模型的误差均有一定程度的增加.此外,模型的电离层修正误差同时存在明显的纬度、季节和地方时差异.
电离层Es电波传播模型研究
张雅彬, 吴健, 许正文, 徐彬, 薛昆, 赵海生, 崔玉国
2019, 39(1): 55-61. doi: 10.11728/cjss2019.01.055
摘要:
考虑大气折射的影响,对不同高度Es层条件下大圆路径传播距离与仰角的关系进行计算.基于电离层Es电子密度时空分布特点,建立高阶Es反射模型;运用高阶修正贝塞尔函数表示电离层Es电子密度扰动的自相关函数,综合考虑电离层Es各向异性结构的尺度关系,建立高阶Es散射模型.仿真计算Es层VHF斜入射传播衰减与频率、距离的关系.对于反射模型,Es层厚度越厚,电波衰减越大.对于散射模型,Es层不规则体水平尺度相同,垂直水平漂移的尺度越大,衰减越大;而垂直水平漂移的尺度相同,水平尺度越大,衰减越小.无论反射模型还是散射模型,f0Es越高,衰减越小;电波工作频率越高,衰减越大.对比建立的模型与VHF链路的测量结果,明确不同强度的电离层Es反射/散射机制,证明了建立模型的正确性.
六氟化硫和三氟溴甲烷对电离层电子捕获能力对比
白云, 史红星, 赵静, 王庚, 陈言坤
2019, 39(1): 62-68. doi: 10.11728/cjss2019.01.062
摘要:
六氟化硫(SF6)和三氟溴甲烷(CF3Br)是目前发现的在电离层释放作用效果较好的两种物质.利用气相色谱elax-elax电子捕获检测器(GC-ECD)对SF6和CF3Br的电子捕获能力进行实验研究,并采用密度泛函理论(DFT)对两种物质进行理论计算,最后对实验结果和理论计算结果进行对比分析.GC-ECD实验结果表明,SF6和CF3Br在ECD检测器上均有较好的响应,且CF3Br在ECD检测器上的响应强于SF6.DFT理论计算结果表明,SF6和CF3Br都具有捕获电子的潜力.综合实验结果与理论计算结果可知,SF6和CF3Br都具有捕获电子的潜力,且均有较好的电子捕获效果,相对于SF6,CF3Br电子捕获效果更好.
FY-3A观测的次南大西洋异常区形成机理
马杰, 薛炳森, 方涵先, 翁利斌, 周雅琴, 夏际炉, 卢晓姗, 孙志强
2019, 39(1): 69-75. doi: 10.11728/cjss2019.01.069
摘要:
研究FY-3A卫星观测到的内辐射带质子通量分布,发现3~5MeV能道出现除南大西洋异常区以外的第二个异常区.该异常区是一个质子通量的次极值区,由于该质子通量极值区比主南大西洋异常区强度弱、面积小,因此称之为次南大西洋异常区.通过在主南大西洋异常区和次南大西洋异常区分别选取有代表性的样本点进行研究,发现内辐射带质子通量随投掷角近似呈正态分布,当投掷角在90°附近时,质子通量出现极大值;当投掷角大于120°或者小于60°时,质子通量几乎为零.此外,主南大西洋异常区质子通量在各个能道均为完全各向异性,次南大西洋异常区质子通量随着能道增高逐渐趋于各向同性.通过NOAA观测数据对此规律进行了验证,并由此解释了次南大西洋异常区的形成机理.
基于Fabry-Perot干涉仪气辉观测数据反演中性风速方法比较
杨润, 徐寄遥, 朱亚军, 袁韦
2019, 39(1): 76-83. doi: 10.11728/cjss2019.01.076
摘要:
利用半径法、完整傅里叶级数描述法和非线性回归法分别对安装在河北省境内国家天文台兴隆园区(40.2°N,117.4°E)的Fabry-Perot干涉仪(FPI)获得的地基中高层大气气辉观测数据进行风速反演.反演结果表明,半径法、完整傅里叶级数描述法和非线性回归法均能很好地反演风速,在误差范围内反演结果存在很好的一致性.相对于半径法和完整傅里叶级数描述法,非线性回归方法更完整地利用了观测数据信息,反演结果可信度较高.
基于瑞利激光雷达对格尔木地区中间层逆温层特征分析
乔帅, 潘蔚琳, 班超, 陈磊, 鱼艇
2019, 39(1): 84-92. doi: 10.11728/cjss2019.01.084
摘要:
利用MARMOT (Middle Atmosphere Remote Mobile Observatory in Tibet)激光雷达对2014年7月至12月格尔木(36.25°N,94.54°E)上空的中间层逆温层MIL (Mesosphere Inversion Layer)事件进行研究分析.格尔木MIL现象的发生频率为53.8%,其中冬季(12月)发生频率最高,达76%;秋季(9-10月)较高,为60%;夏季(7-8月)发生频率较低,为29%.2014年7月至12月观测到的MIL逆温幅度主要分布在5~20K,平均逆温幅度为15.9K.秋季逆温层底部高度较高,主要分布在77~84km,冬季和夏季逆温层底部高度较低,主要分布在64~74km.逆温层底部高度平均为75.1km.逆温层的平均宽度为8.7km,由夏季到冬季呈递增趋势.
观测路径和光谱分辨率对吸收性气溶胶指数的影响
张卓, 王咏梅, 王维和, 王后茂
2019, 39(1): 93-99. doi: 10.11728/cjss2019.01.093
摘要:
吸收性气溶胶指数(AAI)在监测污染物方面有较好的应用,其反演结果受边界层高度、云高、相对湿度以及仪器指标和观测几何路径等因素影响.利用大气辐射传输模型MODTRAN,对辐射传输方程中多次散射计算的不同近似方法和不同观测几何角度下的AAI进行模拟,研究这些因素对AAI结果的作用,并分析仪器光谱分辨率对AAI探测结果的影响.结果表明,折衷考虑计算效率与精度的情况下,应选择8流近似的离散坐标法进行带有多次散射计算的辐射方程解析.AAI在不同浓度和不同类型气溶胶下随观测角度变化的趋势相同:相对方位角<120°时,AAI误差在太阳天顶角和卫星方位角均为40°~60°时最大;相对方位角在120°~180°时误差均较小;光谱分辨率对AAI反演结果无明显影响.
大鼠后肢去负荷体位调节装置设计与实验研究
王敏, 王守辉, 杨肖, 黄云飞, 孙联文, 樊瑜波
2019, 39(1): 100-104. doi: 10.11728/cjss2019.01.100
摘要:
通过对大鼠尾吊模型进行改进,研制出一种新型可调节体位的大鼠后肢去负荷悬吊装置,研究模拟微重力效应下体液分布变化对大鼠骨代谢的影响.将36只SD大鼠均分为对照组(CON)、头低位后肢去负荷组(HDT)、水平位后肢去负荷组(HH)和头高位后肢去负荷组(HUT)4组,实验21天后,利用DXA检测大鼠的骨密度(BMD).模拟微重力效应下的三组大鼠后肢均发生严重骨丢失,其中HH和HUT组后肢BMD显著大于HDT组.实验结果表明,体液分布变化可能在模拟微重力效应导致的骨丢失中起到重要作用,新型大鼠后肢去负荷悬吊装置能够调节大鼠体位(体液)进行模拟微重力效应研究.
无谐波软X射线单色仪设计
韦飞, 郭亦鸿, 冷双, 魏来, 曹磊峰
2019, 39(1): 105-110. doi: 10.11728/cjss2019.01.105
摘要:
能量在0.1~1keV范围的软X射线辐射在空间科学任务中具有重要应用.飞行前的辐射定标试验及地面辐射定标系统采用传统单色仪分光时,由于波长的整数倍关系带来的高次谐波污染问题非常严重.高次谐波在光束中的占比严重影响了软X射线探测仪器的定标数据精度.本文探讨了无谐波单极衍射技术在产生具有高单色性能的软X射线光束中的应用,基于单极衍射光栅技术实现软X射线无谐波单色仪设计.软X射线无谐波单色仪应用于空间辐射定标系统时能够将高次谐波占比抑制到0.3%以下,满足空间软X射线科学仪器高精度辐射定标试验对高次谐波抑制的要求.
基于BBR拥塞控制算法的空间环境数据传输系统
刘盼, 蔡燕霞, 鲁国瑞
2019, 39(1): 111-117. doi: 10.11728/cjss2019.01.111
摘要:
空间环境监测网需要通过广域网将海量空间环境数据从地面监测台站传输到数据中心.本文研究了TCP拥塞控制机制,采用BBR拥塞控制算法解决数据传输存在的问题.针对空间环境数据传输需求,设计了空间环境数据传输的工作流模型,建立了空间环境数据传输系统.实验证明该系统适于进行广域网链路上的空间环境数据传输.
北斗系统UERE及定位精度评估
刘瑞华, 王莹, 王剑
2019, 39(1): 118-128. doi: 10.11728/cjss2019.01.118
摘要:
用户测距误差(URE)与用户设备误差(UEE)是影响定位精度的主要因素.民航是北斗系统的高端用户,监测其对民航机场的覆盖性和服务性能十分必要.本文根据华东、华南、华北、西北地区4个民航机场观测站的北斗实测数据,分析了各机场卫星的可见性.根据URE的解算方法、电离层修正模型、对流层修正模型以及定位精度的评估方法,给出了对应的性能评估结果.研究发现:可见星数均在6~14颗,满足定位要求; 95%置信度下,电离层延迟优于7.50m,对流层延迟优于13.28m,地球静止轨道卫星(GEO)、倾斜地球同步轨道卫星(IGSO)、中圆轨道卫星(MEO)卫星的URE值分别优于2.36m,1.72m,2.59m,满足北斗规范的要求;95%置信度下,定位精度水平方向优于3.63m,垂直方向优于6.98m.结果表明北斗系统在民航机场监测站的覆盖性及服务性能良好.
基于改进遗传算法对小卫星星群任务规划研究
韩传奇, 刘玉荣, 李虎
2019, 39(1): 129-134. doi: 10.11728/cjss2019.01.129
摘要:
针对小卫星星群任务运行特点,建立小卫星星群多任务规划问题模型,提出了基于成像任务时间及任务均衡度的多指标优化函数.针对所建模型,采用改进型遗传算法,引入资源随机分配的解码策略及精英保留策略,保证了算法的全局收敛性,提高了算法的性能.通过仿真算例,验证了算法在解决小卫星星群多目标任务规划问题上的有效性.
科学家访谈
中法海洋卫星获得首批海洋动力环境数据——访中法海洋卫星微波散射计研制团队
2019, 39(1): 135-135.
摘要:
研究机构
中国科学院行星科学重点实验室
2019, 39(1): 136-136.
摘要: