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2018年  第38卷  第6期

前沿动态
TESS发现两颗候选系外行星
王海名
2018, 38(6): 839-839.
摘要:
NASA总结Spitzer在轨15年的重要科学发现
范唯唯
2018, 38(6): 839-840.
摘要:
NASA成功发射PSP探测器
范唯唯
2018, 38(6): 840-840.
摘要:
ExoMars-2016公布首批科学成果
范唯唯
2018, 38(6): 841-841.
摘要:
NASA总结MAVEN在轨4年的重要科学发现
范唯唯
2018, 38(6): 841-841.
摘要:
中国科学院提出通用星际中继通信卫星星座的任务概念
李橙媛
2018, 38(6): 842-842.
摘要:
ESA为地球探索者计划遴选出3项任务概念
范唯唯
2018, 38(6): 842-842.
摘要:
NASA成功发射ICESat-2卫星
范唯唯
2018, 38(6): 843-843.
摘要:
全日空和JAXA合作打造AVATAR X机器人开发计划
韩淋
2018, 38(6): 843-843.
摘要:
发展战略
美国公布未来6年深空发射计划,加快月球轨道空间站建设
王琴, 邹永廖, 范全林
2018, 38(6): 844-844.
摘要:
更远、更快、更廉价——“新空间时代”值得关注
魏海燕, 范全林, 任丽文
2018, 38(6): 845-846.
摘要:
英国研究开发自主导航系统的可行性
杨帆
2018, 38(6): 846-846.
摘要:
卢森堡航天局正式成立
韩淋
2018, 38(6): 846-846.
摘要:
研究论文
太阳活动对电离层TEC变化影响分析ormalsize
李涌涛, 李建文, 代桃高, 庞鹏
2018, 38(6): 847-854. doi: 10.11728/cjss2018.06.847
摘要:
为研究太阳活动对电离层TEC变化的影响,从整体到局部分析了2000—2016年的太阳黑子数、太阳射电流量F10.7指数日均值与电离层TEC的关系,并重点分析了2017年9月6日太阳爆发X9.3级特大耀斑前后15天太阳活动与电离层TEC变化的相关性.结果表明:由2000—2016年的数据整体看来,太阳黑子数、太阳F10.7指数、TEC两两之间具有很强的整体相关性,但局部相关性强弱不均;此次耀斑爆发前后太阳黑子数、太阳F10.7指数和TEC具有很强的正相关特性,太阳活动对TEC的影响时延约为2天;太阳活动对全球电离层TEC的影响不同步,从高纬至低纬约有1天的延迟,且对低纬度的影响远大于中高纬度.太阳活动是影响电离层TEC变化的主要原因,但局部也可能存在其他重要影响因素.
基于IGS电离层TEC格网的扰动特征统计分析
侯威震, 张绍成, 殷飞, 余涛
2018, 38(6): 855-861. doi: 10.11728/cjss2018.06.855
摘要:
电离层总电子含量(TEC)是研究空间天气特性的重要参量,通过分析电离层TEC,可以了解空间环境的变化特征.利用IGS提供的1999—2016年全球电离层TEC格网数据,按照地磁纬度将全球划分为高、中、中低、低磁纬四个区域,计算不同区域的电离层扰动;利用大量统计数据选取电离层扰动事件的判定阈值,分析电离层扰动与太阳活动、时空之间的关系;计算电离层扰动指数与地磁活动之间的相关系数.结果显示:电离层扰动与太阳活动变化具有较强的正相关特性.在太阳活动低年,电离层扰动事件发生的概率约为1.79%,在太阳活动高年发生扰动的概率约为10.18%.在空间分布上,无论是太阳活动高年还是低年,高磁纬地区发生扰动事件的概率均大于其他磁纬出现扰动事件的概率.计算得到的中磁纬和中低磁纬地区电离层扰动指数与全球地磁指数Ap的相关系数分别为0.57和0.56,说明电离层扰动指数与Ap具有较好的相关关系;高磁纬电离层扰动指数与Ap的相关系数为0.44;低磁纬扰动指数与Ap的相关系数为0.39.以上结果表明,不同区域电离层扰动与全球地磁指数Ap的相关性不同,测定区域地磁指数可能会提高与电离层扰动的相关性.
基于多种观测手段的东亚低纬电离层不规则体事件分析
尚社平, 史建魁, 王铮, 王国军, 程征伟, 王霄
2018, 38(6): 862-870. doi: 10.11728/cjss2018.06.862
摘要:
利用海南台站(19.5°N,109.1°E,dip:13.6°N)和磁赤道区的多种地基和天基观测数据,对2011年11月20日观测到的电离层不规则体事件进行了分析.海南台站VHF雷达、电离层闪烁和数字测高仪的综合观测结果表明,当天日落附近发生了强的电离层不规则体事件,主要表现为雷达羽和强闪烁的形态.结合磁赤道区GPS和C/NOFS卫星观测结果进行分析可知,海南台站日落附近出现的雷达羽和强闪烁与南海磁赤道区产生的主等离子体泡存在明显联系.
赤道低纬电离层瑞利-泰勒不稳定性初始扰动波数的临界值
孙志强, 方涵先, 汪四成, 马杰
2018, 38(6): 871-878. doi: 10.11728/cjss2018.06.871
摘要:
在文献[1]推导的基础上将不稳定判据扩展到±30°磁纬之间的低纬地区.为研究初始扰动波数对等离子体泡的影响,分析了λmin随初始扰动波数的变化规律,选择二分法计算λmin=1时的临界波数αc,并分析αc随经纬度、太阳活动、季节、地方时以及水平东向电场强度的变化.主要结论如下:αc随经纬度、季节、太阳活动以及地方时的变化规律和等离子体泡及闪烁活动的规律基本一致,αc越小,等离子体泡越容易产生;水平东向电场增强有利于等离子体泡形成.αc的值对人工影响电离层时选择最优扰动条件具有一定的指导意义.
电离层Es对HF和VHF传播信号的影响
张雅彬, 吴健, 许正文, 徐彬, 薛昆, 赵海生, 王晓宾
2018, 38(6): 879-885. doi: 10.11728/cjss2018.06.879
摘要:
Es层是存在于电离层中的电子密度非常高的偶发E层(Sporadic E),其电子密度可达常规E层的100倍.电离层Es能够反射原本穿透F层的VHF低频段(30~150MHz)无线电波,而且对HF高频段(10~30MHz)无线电波传播具有显著影响.运用垂测和斜测观测数据,研究HF频段Es层电波传播特征,得到了不同类型及不同高度Es层的衰减系数.根据f0Es的日变化规律,可得HF频段衰减系数的日变化规律,进而分析并得到Es层对短波传播的影响.不存在电离层Es时,通常无法通过电离层实现VHF超远距离通信.为了对VHF链路通过电离层Es的传播衰减进行定量分析,根据EBU多条链路的观测结果,拟合并建立了电离层Es衰减模型.将该模型、ITU模型和观测数据进行对比,发现本文建立的模型准确度更高.利用建立的模型,对电离层Es不同临频f0Es条件下接收信号场强和电压随传播距离的变化进行了计算,结果可为VHF链路设计及建立提供参考.
海口上空中高层大气强烈的突发钠层观测
羊大立, 张铁民, 王继红, 燕春晓, 彭鸿雁
2018, 38(6): 886-890. doi: 10.11728/cjss2018.06.886
摘要:
海南激光雷达站(20°N,110°E)2011年11月2日观测到强烈的突发钠层(SSL).该SSL峰值密度达37087cm-3,半峰全宽仅为0.9km.对该SSL发生前后的钠层峰值密度和高度特性进行分析.统计激光雷达2010年5月至2013年12月共计377天观测到的SSL事件222次,其中仅有1次SSL峰值密度超过30000cm-3.对比距离最近的海南儋州(19.5°N,109.1°E)测高仪和VHF雷达观测到的突发E层(Es)事件,分析事件的相关性.Es最低高度与SSL峰值高度差均在5km以内,约有75%的Es与SSL时间差在±30min之内.实验中使用continuum的Nd:YAG激光器和泵浦染料激光器产生589nm激光,能量为45mJ,使用直径为1000mm的望远镜接收钠层的光子回波.
微重力环境中哺乳动物细胞分子生物学效应研究进展
于洋, 王盛炜, 许召贤, 金明杰, 杨树林
2018, 38(6): 891-899. doi: 10.11728/cjss2018.06.891
摘要:
随着载人航天事业的不断发展,空间失重环境引起的航天员健康问题(心血管疾病、免疫抑制、肌肉萎缩、骨质疏松等)日益突出,这已成为人类探索空间的一大阻碍.越来越多的研究关注到微重力条件下机体及细胞的变化.近期的研究表明,在细胞水平上,微重力会引起细胞降解,改变细胞骨架,并造成细胞在分子水平(如细胞增殖、分化、迁移、粘附、信号转导等过程)的一系列改变.本文对微重力条件下免疫细胞、内皮细胞、骨细胞、癌细胞的相关研究进行了归纳总结,研究结果可为微重力条件下机体及相关细胞的研究提供指导,为治疗或缓解微重力条件造成的疾病提供方法和思路.
激光与热丝点火对多组分液滴着火及燃烧的影响
崔彦玲, 王宝瑞, 远洪亮, 孔文俊
2018, 38(6): 900-908. doi: 10.11728/cjss2018.06.900
摘要:
采用挂滴方法,实验研究多组分单液滴的着火和燃烧特性,考察激光和热丝两种点火方式对液滴燃烧速率、火焰形貌及着火延迟时间的影响.实验结果表明,随着热丝点火时间增加,燃烧速率因液滴周围自然对流增强而加快.常重力下液滴火焰为包覆型火焰,火焰高度与液滴初始直径之比的最大值约为18.当t/tb>0.4时,尚处于热丝加热阶段的火焰高度比没有热丝加热的高约5D0,比激光关闭后的火焰高度高5~10D0.与热丝点火相比,激光点火响应迅速,对液滴附近气体干扰小,是地面上比较理想的点火方式.固定激光脉冲时间,随着激光强度的增加,单液滴的着火延迟时间缩短.
太阳风中航天器带电与尾迹效应的模拟
毕嘉眙, 李磊
2018, 38(6): 909-914. doi: 10.11728/cjss2018.06.909
摘要:
航天器充电和尾迹效应会对周围等离子体造成扰动,影响测量装置结果的准确性.利用SPIS (Spacecraft Plasma Interaction Software)分别模拟了航天器与太阳风的相互作用,考察了光电效应以及航天器尺度对表面充电情况和尾迹效应的影响.结果表明:太阳风环境下,等离子体密度稀薄,电子电流比光电子电流小得多,航天器表面为正电势,航天器后部有清晰的尾迹结构,尾迹带负电;光电效应可改变尾迹结构,与无光电效应相比,光电效应使得航天器尾迹尺度变大;由于太阳风定向运动动能大于航天器表面势能,航天器的尾迹结构与其几何尺寸有关,航天器尺寸越大,尾迹尺度越大.
联合北斗导航与星间链路的大椭圆卫星定轨方法
李兰, 李长庚, 黄文德, 周一帆
2018, 38(6): 915-924. doi: 10.11728/cjss2018.06.915
摘要:
传统的地面测控和GNSS均无法实现HEO卫星全弧段的跟踪观测.在分析北斗导航信号及其星间链路信号对典型HEO的观测几何及覆盖特性的基础上,利用北斗导航及其星间链路对HEO测控支持形成互补的特点,提出了一种卫星导航与星间链路相结合的自主导航方法.对HEO定轨进行分段划分并基于EKF设计了卫星导航与星间链路数据融合定轨的自主导航算法.分析结果表明,本文提出的方法能够从全弧段上改善HEO的观测几何,定轨精度比仅使用卫星导航提高了2个数量级,并且仅需较少的星间链路资源.
微小卫星编队飞行解析构型维持控制方法
王有亮, 郑建华, 李明涛
2018, 38(6): 925-933. doi: 10.11728/cjss2018.06.925
摘要:
编队构型维持是卫星编队飞行的基础.J2摄动和大气阻力是影响近地轨道卫星编队构型的主要摄动力,通常导致星间相对速度的长期变化,从而造成编队构型发生漂移.本文针对近地轨道卫星编队飞行,基于平均化的思想,采用平均相对速度表示编队构型漂移率,推导了平均相对速度与脉冲速度增量之间的解析表达式.通过引入平均相对加速度,将摄动力下的相对运动等效为匀变速直线运动.将其与单边极限环控制方法结合,提出一种基于星间测距信息的解析构型维持控制策略.仿真结果表明,该解析算法简单有效,易于工程实现,尤其适合微小卫星的星间自主控制.
空间目标表面包覆材料褶皱对光散射特性的影响
李鹏, 李智, 徐灿
2018, 38(6): 934-943. doi: 10.11728/cjss2018.06.934
摘要:
空间目标表面包覆材料的不规则褶皱对其光散射特性具有显著影响.对空间目标表面褶皱进行分类并分析不规则褶皱形成的主要原因.以金聚酰亚胺薄膜样片为研究对象,搭建样片辐射亮度测量系统,获取不同褶皱程度样片的辐射亮度数据.将辐射亮度转换为星等进行分析发现,理论计算与实验测量得到的星等曲线趋势存在较大差异,主要表现为:平面材料的单一镜面反射现象消失;样片在多个角度上出现分散的较强散射点;褶皱程度越高,分散的强散射点越多.结果表明,在对空间目标的光散射特性进行数值计算时,必须充分考虑表面包覆材料褶皱的影响,根据褶皱情况修正数值计算模型,这对空间目标的探测和识别具有重要意义.
JPEG-LS码率控制算法改进及硬件实现
陈聪, 张学全, 周盛雨
2018, 38(6): 944-952. doi: 10.11728/cjss2018.06.944
摘要:
JPEG-LS码率控制算法是一种基于上下文建模的无损/近无损图像压缩标准,具有实现方法简单、占用资源少等优点,适用于卫星图像压缩等硬件资源有限的场合.该算法在近无损压缩模式下码率不可控制.在对JPEG-LS算法进行分析的基础上,提出一种新的基于动态码率表的JPEG-LS码率控制算法,并将新算法应用于硬件设计中.测试结果表明,新算法比现有算法码率控制精度更高,压缩后恢复图像信噪比及结构相似比更高.将该算法在Xilinx Virtex4平台上实现,最高运行频率达60MHz,可以满足星载系统对图像压缩的需求.
三轴磁传感器正交性校正的矢量校准方法
王鹏飞, 曾立, 唐文庆, 王静
2018, 38(6): 953-959. doi: 10.11728/cjss2018.06.953
摘要:
提出一种基于误差分离的矢量校准法用于三轴感应式磁传感器的正交性校正.建立了正交性校正的矢量校准数学模型,针对校正过程中的安装误差进行误差项分离校正,结合卡尔曼滤波与最小二乘法对模型参数进行求解得到正交性校正矩阵.仿真和实验结果表明,基于矢量校准数学模型的校准方法可行且有效,在输入磁场2.5nT情况下,测量误差由传统方法的0.0962nT减小到0.0019nT.此方法已应用于某星载感应式磁力仪的正交性校正.
面向深空探测应用的集成一体化载荷数管技术
王连国, 朱岩, 周昌义, 安军社, 饶家宁
2018, 38(6): 960-970. doi: 10.11728/cjss2018.06.960
摘要:
深空探测对探测器有效载荷电子学及数管的轻小型化和自主能力提出了更高要求.将各载荷电子学与传统的载荷数管集成一体化设计,构建新型高度集成的载荷数管体系结构,可以实现资源集约利用,提高信息融合能力,利于实施自主管理.本文介绍了嫦娥系列探测器载荷电子学及数管设计的现状;提出两种新型一体化载荷数管体系结构,其中第一种低成本集成化方案已应用在中国首次火星探测任务中;通过对未来深空探测载荷数管的技术需求进行分析,对载荷数管发展趋势进行了展望.
科学家访谈
捕捉太阳风的影迹——访中国科学院国家空间科学中心主任王赤
唐婷
2018, 38(6): 977-977.
摘要:
研究机构
天基空间环境探测北京市重点实验室
2018, 38(6): 978-979.
摘要: