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2005年  第25卷  第1期

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论文
磁层压缩ULF湍流对电子的加速
李柳元, 曹晋滨, 周国成, 刘振兴
2005, 25(1): 1-5. doi: 10.11728/cjss2005.01.001
摘要:
在准线性理论下,磁层压缩ULF(超低频)湍流可以通过"渡越时间加速"机制使电子增加能量.典型的压缩ULF湍流的频率为2-15 mHz,被加速的源电子为同步轨道附近的背景电子(E<30keV)和亚暴注入电子(30-300 keV).当发生波粒共振时,低能电子数减少,而高能尾部分的相对论(E≥1 MeV)电子数增加,这说明电子得到了压缩湍流的有效加速,且亚暴注入的电子数越多,其加速产生的相对论电子数也越多.在亚暴注入率ε=0.5的情况下,这种加速机制只要约12 h就可以造成同步轨道附近相对论电子数量的显著增加.
1996-2003年大耀斑事件引起的TEC突然增强的统计分析
陈斌, 刘立波, 万卫星, 宁百齐, 丁锋
2005, 25(1): 6-16. doi: 10.11728/cjss2005.01.006
摘要:
利用1996-2003年期间GOES卫星耀斑观测资料和国际GPS观测网的GPS-TEC资料分析X级大耀斑事件引起的电离层电子浓度总含量(TEC)的突然增强(SITEC)现象.对X射线耀斑等级、耀斑日面位置与SITEC的关系进行了分析.结果表明,两者都与SITEC现象的强弱有着一定的正相关性.在消除X射线耀斑等级、耀斑日面位置对电离层SITEC现象的影响后,进而分析了日地距离以及耀斑持续时间对电离层SITEC现象的影响.结果表明,日地距离和耀斑持续时间都是影响SITEC现象的重要参数,日地距离较近时发生的耀斑事件引起的SITEC现象较为强烈.另外,耀斑持续时间越长,SITEC现象越微弱,但是当耀斑持续时间继续延长时,SITEC现象的强弱逐渐趋于不再改变,最后在某值附近达到平衡.还对某些没有在电离层中引起明显SITEC现象的耀斑事件进行了讨论,发现了这类耀斑的一些特征.
参量激励过程中三波耦合的一般色散关系(Ⅱ)一般色散关系以及泵场阈值和增长率
赵正予, 魏寒颖
2005, 25(1): 17-22. doi: 10.11728/cjss2005.01.017
摘要:
本文讨论了各向同性的均匀有耗电离层背景下激励参量不稳定性的三波耦合过程.首先推导有耗情况下参量激励过程中的一般色散关系,然后针对文献[1]得出的两种频率和波矢匹配条件计算激励参量不稳定性所需要的泵波阈值场强和受激励的等离子体波的增长率.结果表明,过密加热时泵场阈值与电子碰撞频率和离子碰撞频率的乘积成正比,不同于以前的一些理论模型得到的泵场阈值与碰撞频率的一次方成正比的结论;欠密加热比过密加热需要能量更高的高频泵波来激励参量不稳定性.
海南地区电离层闪烁监测及初步统计分析
尚社平, 史建魁, 郭兼善, 罗熙贵, P.M.Kintner, 甄卫民, 武顺智, 张满莲, 王霄
2005, 25(1): 23-28. doi: 10.11728/cjss2005.01.023
摘要:
为开展赤道区的电离层闪烁形态特性及相关物理过程的研究,空间中心海南台站建立了一套GPS电离层闪烁监测系统.该系统是利用Plessey GPS Builder-2系统开发的,对软件的源码进行了修改,使其能以高采样率(50/s)同时并行记录11个通道GPS信号强度数据.对2003年7-12月间L-波段电离层闪烁事件的初步统计分析结果表明,电离层闪烁主要发生在日落后到午夜附近,其中9-11月较7-8月闪烁发生和结束的时间明显提前;电离层闪烁发生的频率和强度在9-11月较其他月份明显增强,其中10月达到最大;电离层闪烁的逐日变化具有很强的随机性,闪烁的发生在秋分附近9月底到10月中旬的磁静日期间达到最大;太阳和地磁活动的增强通常会抑制电离层闪烁的发生,这种情形在秋分附近尤为明显.
有限振幅重力波波包在等温可压大气中的非线性传播
岳显昌, 易帆, 李芳
2005, 25(1): 29-36. doi: 10.11728/cjss2005.01.029
摘要:
采用交替方向隐格式(ADI)建立了二维可压大气全非线性动力学模型,模拟了不同初始振幅的重力波波包的非线性传播.模拟结果表明非线性效应是与波振幅相关的;强非线性效应将严重阻碍波振幅的增长,使波数谱明显变化,同时减小了波包的能量传输速度.在传播过程中,强非线性效应将显著加速平均流,其结果与非线性饱和理论的预测接近.
利用谱方法数值求解三维球坐标系下的Navier-Stokes方程
黄春明, 易帆, 张绍东
2005, 25(1): 37-43. doi: 10.11728/cjss2005.01.037
摘要:
从三维球坐标系下的Navier-Stokes方程出发,采用谱配置方法建立了一个三维球坐标系下中层大气波动传播的全非线性动力学数值模式;构造了合理的纬向边界,并利用初始给定的重力波波包对该模式进行了数值检验.计算结果展示了重力波波包在大气中传播的三维图像,波包整体向上传播,波相关扰动速度随高度的增加而增长.
武汉上空MLT中准16日波的流星雷达观测
姜国英, 熊建刚, 万卫星, 宁百齐, 刘立波
2005, 25(1): 44-51. doi: 10.11728/cjss2005.01.044
摘要:
利用武汉流星雷达2002年2月20日至2003年11月10日的观测数据,研究了武汉上空中间层-低热层(MLT)中的准16日波,即周期范围在12-20天的行星波[1].分析结果表明,16日波的纬向成分通常比经向成分要强.(1)在2002年和2003年,波振幅最强都出现在当年的秋季(约9月10日-10月10日).Lomb-Scargle(L-S)谱分析得到振幅最大值约为16 m/s.2002年夏季出现了同年次最强的波动,但2003年没有发现这一现象.两年的冬季都没有出现强的16日波.(2)2002年,在86-98 km处波动较强,最大振幅(约16 m/s)出现在90 km、94 km处,而2003年低高度的波动要比较高高度的波动强.武汉上空MLT中,秋季的16日波是能量上传的波动,即它的源在较低的大气层.2002年夏季的波动的能量是下行的,波源可能在南半球.
卫星VLBI观测时延和相位条纹旋转模型研究
夏海波
2005, 25(1): 52-56. doi: 10.11728/cjss2005.01.052
摘要:
空间卫星在绕地球或月球等星体运行时,为了跟踪和控制卫星就要时刻掌握其在空间的位置和运动状态.但由于地球的自转和公转使得卫星和地球之间的相对运动描述关系变得复杂,目标卫星相对地球任意两个观测站的时间差(时延)和多普勒频移(相关条纹旋转)时刻都在改变.VLBI相关处理机是卫星观测和空间探测极为重要的技术手段,其原理以FX和XF两种相关模型处理观测数据.以FX相关模型为基础修正VLBI观测数据的时延补偿和相关条纹旋转的模型,提出对称"1/n Multiplier"时延补偿模型和条纹旋转模型,并且对实际观测数据进行操作和详细分析,对相关相位谱的剩余时延变化趋势和方差分布进行分析,从中找出优选时延补偿和条纹旋转模型.对于精确描述卫星轨道运动状态提供更准确的方法.
伪卫星辅助的北斗定位系统的GDOP研究
王玮, 刘宗玉, 谢荣荣
2005, 25(1): 57-62. doi: 10.11728/cjss2005.01.057
摘要:
我国建成的北斗导航定位系统由于卫星数目有限,不能实现实时三维无源定位.若利用地面伪卫星辅助,则能够很好地弥补这一缺陷,在地面伪卫星的作用范围内实现高精度的无源定位.卫星定位系统的精度等性能,很大程度上取决于定位卫星的数目和几何布局,而GDOP正是衡量定位卫星几何布局优劣的一个量度.本文从GDOP的角度研究了不同伪卫星位置及布局对系统定位精度的影响,得到的结论为合理设置伪卫星以进一步提高系统性能提供了有力的参考依据.
星载GPS观测数据的模拟研究
韩保民, 欧吉坤, 曲国庆, 柳林涛
2005, 25(1): 63-69. doi: 10.11728/cjss2005.01.063
摘要:
重点分析了星载GPS观测值模拟的原理、数学模型等,并用模拟软件模拟了CHAMP卫星的星载GPS观测值情况.结果表明,根据本文提供模拟方法所模拟的CHAMP星载GPS观测值,与实测值相比,无论是在大小还是观测噪声水平上都很接近,因此能满足不同层次人员对星载GPS模拟观测值的需要.
模拟月壤研制的初步设想
郑永春, 王世杰, 刘建忠, 李泳泉, 邹永廖
2005, 25(1): 70-75. doi: 10.11728/cjss2005.01.070
摘要:
模拟月壤是月球样品的地球化学复制品.作者总结世界上已有的5种模拟月壤JSC-1,MLS-1,MLS-2,MKS-1和FJS-1的研制过程、方法与基本理化性质.认为系列化模拟月壤研制对中国首次月球探测有重要意义.在此基础上,作者提出系列化模拟月壤研制的基本思路.
商用器件的空间应用需求、现状及发展前景
姜秀杰, 孙辉先, 王志华, 张利
2005, 25(1): 76-80. doi: 10.11728/cjss2005.01.076
摘要:
随着微电子技术的飞速发展及空间任务对高性能需求的日益增强,现有的宇航级抗辐射器件和技术已经远远不能满足目前空间飞行器高性能系统的需求,使得高性能商用器件Commercial-Off-The-Shelf(COTS)在空间的应用成为可能.本文就空间任务对商用器件的需求进行了综述,阐述了空间飞行器使用商用器件存在的问题及面临的风险,介绍了国内外空间任务中商用器件应用的现状,以及我国在这一领域的差距,并对商用器件在空间应用中的发展前景进行了展望.