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2015年  第35卷  第2期

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日球层物理和太阳系探测
Microwave Type U and RS Bursts in the X2.2 Solar Flare on 15 February 2011
XUE Yu, WANG Shujuan, YAN Yihua, HUANG Chong, YU Sijie, WANG Rui
2015, 35(2): 133-142. doi: 10.11728/cjss2015.02.133
摘要(855) PDF 4861KB(1491)
摘要:
Two groups of microwave type U and Reverse-Slope (RS) bursts after the Soft X-Ray (SXR) maximum were observed with the 2.6～3.8GHz spectrometer of Chinese Solar Broadband Radio Spectrometers (SBRS/Huairou) on 15 February 2011, when an X2.2 solar flare occurred in the Active Region (AR) NOAA11158. A Shear-driven Quadrupolar Reconnection (SQR) model was utilized to analyze these bursts and the two loops involved were found to be basically in the same spatial scale and have a height difference of about 1300km. These bursts were interpreted to be a result of a new reconnection process between the two similar-scaled loops.
电离层周日变化对解算GPS硬件延迟稳定性的影响
李灵樨, 张东和, 郝永强, 萧佐
2015, 35(2): 143-151. doi: 10.11728/cjss2015.02.143
摘要(1181) PDF 1120KB(1428)
摘要:
针对电离层周日变化特征分析了其可能对SCORE方法估算的硬件延迟稳定性的影响. 利用BJFS以及XIAM台站的GPS观测数据, 解算了位于太阳活动高年(2001年)和太阳活动低年(2009年)的卫星硬件延迟并分析了估算的硬件延迟的稳定性. 研究发现, 电离层周日变化对估算的硬件延迟稳定性具有一定影响, 但是利用不同台站所得到的卫星硬件延迟稳定性在昼夜不同时间上的解算结果存在一定差异. 电离层周日变化对利用 BJFS台站数据解算的硬件延迟稳定性日夜差异较为明显, 在太阳活动高年利用XIAM 台站数据解算的硬件延迟日夜稳定性差异不很明显, 由于XIAM台站处于电离层赤道异常峰附近, 夜间电离层变化很大, 因此对比中纬度地区, 电离层周日变化对赤道异常峰附近地区硬件延迟稳定性解算结果的影响相对较小, 但在太阳活动低年, 其影响仍较为显著.
利用IGS-TEC数据分析中国华南地区电离层赤道异常北驼峰的变化特征
黄林峰, 蒋勇, 王劲松, 黄江
2015, 35(2): 152-158. doi: 10.11728/cjss2015.02.152
摘要(1291) PDF 2247KB(1388)
摘要:
利用2010年11月至2011年10月IGS提供的全球电子浓度总含量(TEC)数据, 分析太阳活动上升期华南地区(经度110°E, 纬度5°—35°N) 上空电离层赤道异常(EIA)北驼峰的变化特征. 结果显示, 电离层赤道异常北驼峰区TEC峰值I具有明显的季节和半年变化特征; 北驼峰峰值出现的时间T和纬度L的日变化有一个相对较大的变化区间, 其季节和半年变化特征并不明显; 太阳活动对北驼峰变化影响比较明显, 而地磁活动对北驼峰变化影响不明显.
一种基于系数择优的低阶球谐电离层延迟改正模型
康娟, 王玲, 黄文德
2015, 35(2): 159-165. doi: 10.11728/cjss2015.02.159
摘要(1001) PDF 967KB(1529)
摘要:
针对单频接收机的电离层延迟改正问题, 提出了一种基于系数择优的低阶球谐电离层延迟改正模型. 按照电离层延迟改正模型参数择优问题的描述, 明确参数优化的目标和约束条件, 根据参数选择可编码的特点, 提出了利用遗传算法进行参数择优的方法及步骤. 以欧洲定轨中心(CODE)提供的电离层数据作为参考标准, 对参数择优模型、 低阶球谐模型和Klobuchar模型模拟的区域电离层VTEC精度进行了比较分析. 结果表明, 较之相同系数个数的低阶球谐模型, 参数择优模型精度平均改进了1～2TECU, 而且比Klobuchar模型及低阶球谐模型能更好地反映电离层的周日变化及纬度变化特征.
基于IRI-2012模型广州地区f0F2实测与预测的对比分析
万德焕, 黄江, 邓柏昌, 徐杰, 孔德宝, 林果果
2015, 35(2): 166-177. doi: 10.11728/cjss2015.02.166
摘要(1122) PDF 4011KB(1836)
摘要:
利用广州台站(23.2°N, 113.3°E)的实测数据和IRI-2012模型提供的预测数据, 对比分析了2013年广州地区f0F2的变化特征. 结果表明, IRI-2012 模型能够较好预测该地区f0F2的变化趋势, 并且CCIR参数得到的预测值比URSI参数更接近实测值; 预测值与实测值存在系统偏差, 在11:00LT—06:00LT时段, 观测值均比预测值大, 其他时段则相反. 在日落后至午夜前时段, 预测值与实测值有较大差距. 绝对偏差的极值点通常出现在20:00LT左右, 最大超过4MHz. 相对偏差变化比较明显的时段是午夜后至凌晨; 在02:00LT或04:00LT及06:00LT附近, 可能会出现双误差峰值点, 最大超过0.4; 但在σ变化很大的20:00LT附近, 相对偏差却变化不大. 夜间增强现象会使得偏差增大, 导致预测值不能很好反映实测f0F2的变化.
VLF电波渗透到卫星高度电离层传播的全波计算
赵庶凡, 申旭辉, 张学民, 潘威炎
2015, 35(2): 178-184. doi: 10.11728/cjss2015.02.178
摘要(948) PDF 1616KB(1318)
摘要:
考虑斜向地磁场的影响将电离层设为多层水平分层各向异性有耗介质, 利用传播矩阵法求解全波方程, 进而研究分析VLF频段电离层反射系数随电波频率的变化, 电离层中两种特征极化波的折射和极化特性, 两特征波的电磁场水平分量以及坡印廷能流密度随传播高度的变化. 数值计算结果表明, 地—电离层波导中的垂直极化波比平行极化波易渗透进入电离层; 电离层中两种特征极化波可分为左旋和右旋圆极化波, 左旋分支由于D层强吸收作用表现为速衰减模, 而右旋分支表现为可传播模, 在传播过程中电磁波的能量主要存储在磁场中; 电波频率越低, 其在电离层中的传播损耗越小. 由数值模拟结果发现, 卫星监测VLF频段的低频部分及更低频段的水平磁场变化对于发现地震电离层电磁前兆异常可能更为有效.
宇宙线变化特征在强地磁暴预报中的应用
朱小露, 薛炳森, 程国生, 苍中亚
2015, 35(2): 185-191. doi: 10.11728/cjss2015.02.185
摘要(954) PDF 1701KB(1154)
摘要:
利用宇宙线中子探测数据定性分析了地面宇宙线多台站之间的相互联系以及大磁暴与宇宙线之间的响应关系. 以Irkutsk和Oulu宇宙线台站为例, 运用小波去噪技术提高数据的稳定性. 结果表明, 相同世界时条件下, 两站宇宙线通量相关性在事件发生时较高; 而相同地方时条件下, 相关性则在平静期较高. 进一步采用相同地方时条件对不同宇宙线台站的通量在平静期和扰动期的相对变化进行分析, 选取2004年7月强地磁暴典型事例进行直观分析, 发现大地磁暴前Irkutsk和Oulu台站的宇宙线相对通量发生明显差异, 可以尝试作为强地磁暴宇宙线先兆特征. 通过对2001年3月至2005年5月的强磁暴和中强磁暴进行统计, 得到与强地磁暴相关的适当宇宙线相对差异阈值. 将得到的阈值对2005年9月至2011年12月所有强磁暴及中强磁暴进行验证, 总成功率达到87.5%, 误报率为35.7%, 结果较好.
基于SAMPEX卫星观测的南大西洋异常区高能质子动态分布特征
吕景天, 张效信, 林瑞淋, 何飞, 蒋勇
2015, 35(2): 192-202. doi: 10.11728/cjss2015.02.192
摘要(994) PDF 8444KB(1370)
摘要:
利用SAMPEX卫星1992年7月至2004年6月19～27MeV高能质子数据对南大西洋异常区的分布特征进行研究, 发现南大西洋异常区高能质子分布随高度及F10.7的变化十分显著. 在540±25km高度上, 地磁较为平静时期南大西洋异常区高能质子微分通量随着F10.7的增大而减小, 同时在F10.7≥115sfu时减小趋势较为平缓. 对中等及以上磁暴进行统计分析发现, 磁暴期间南大西洋异常区高能质子微分通量和SYM-H指数的绝对值存在明显的反相关关系, 且地磁暴对南大西洋异常区高能质子微分通量存在明显的持续影响效应. 磁暴发生期间高能质子微分通量明显减少. 磁暴恢复相及其之后高能质子微分通量呈现较为显著的恢复过程.
空间探测技术
反向蒙特卡罗方法在卫星辐射分析中的研究与应用
兰婷, 陈东, 陈善强, 师立勤, 刘四清
2015, 35(2): 203-210. doi: 10.11728/cjss2015.02.203
摘要(1025) PDF 1177KB(1220)
摘要:
反向蒙特卡罗方法(AMC/RMC)是Geant4中一个强有力的偏置技术. 粒子产生于包含灵敏体的反向界面并在几何体中被反向追踪直至外界面或溢出能量阈值, 其计算时间只集中于对结果有贡献的粒子径迹. 与正向蒙特卡罗方法(FMC)相比, RMC更高效, 特别是当灵敏体远小于几何体其他部分和外界面时, 其优势更明显. 通过RMC与FMC的比较, 验证了RMC应用于卫星辐射剂量分析的准确性. RMC与SHIELDOSE2和SSAT的比较说明了RMC是高精度卫星辐射剂量的优选方法.
反馈磁场均匀性对磁通门磁强计的影响分析
刘楠楠, 周斌
2015, 35(2): 211-216. doi: 10.11728/cjss2015.02.211
摘要(903) PDF 1544KB(1172)
摘要:
针对磁通门传感器的特点, 研究了反馈线圈对磁通门传感器探测数据的影响, 并对比了几种典型结构的传感器. 磁通门传感器要求激励线圈工作在均匀磁场环境下, 非均匀场会引入误差信号. 根据磁通门原理进行了理论推导, 非均匀性会导致反馈原理工作的磁通门传感器线性系数发生变化. 针对应用于空间磁场探测的几种磁通门传感器常见结构, 即分立结构型、亥姆霍兹型和紧凑球面型等, 分析了传感器内部磁场的均匀性及对磁场探测的影响. 经仿真计算分析发现, 紧凑球型传感器的内部均匀性和稳定性优于分立结构传感器, 更有利于空间磁场探测.
空间科学实验平台分布式风回路优化设计
任维佳, 陈自发, 童铁峰, 盛强
2015, 35(2): 217-223. doi: 10.11728/cjss2015.02.217
摘要(1084) PDF 4159KB(1046)
摘要:
空间科学实验平台是集机械、热控、电子学及通信等系统于一体的综合平台, 能够为有效载荷提供适宜的工作环境. 为减小通风回路的流动阻力, 提高空气流量及其散热能力, 对采用强迫通风冷却散热方式的空间科学实验平台分布式风回路提出三种结构布局并进行对比. 利用计算流体力学方法对三种布局的压力场和速度场进行了计算, 得到空间科学实验平台内部阻力和速度分布. 综合考虑三种布局的结构及流场阻力特性, 得到空间科学实验平台分布式风回路的优化设计结果.
环境C卫星热系统设计与在轨验证
王磊, 文耀普
2015, 35(2): 224-229. doi: 10.11728/cjss2015.02.224
摘要(1222) PDF 1945KB(1283)
摘要:
根据环境C卫星的自身特性, 采用以被动式热控制为主和主动热控制为辅的控制方式, 对环境C卫星进行热系统设计. 通过研究环境C卫星的热控设计原则、热设计状态及已解决的关键问题, 对其在轨飞行温度数据进行了分析. 在轨飞行遥测结果表明, 环境C卫星热控系统方案合理, 工作稳定, 性能良好. 星上设备温度环境很好地满足了设计要求.
多目标位姿约束下空间机器人载体姿态扰动优化
郭闯强, 倪风雷, 刘宏
2015, 35(2): 230-236. doi: 10.11728/cjss2015.02.230
摘要(1074) PDF 1692KB(3751)
摘要:
通过运行轨迹的优化设计来减小空间机械臂运动对其基座姿态产生的扰动影响是一种经济有效的方式, 然而针对笛卡儿空间内多个离散位姿约束条件下空间机械臂运动轨迹的优化设计研究相对较少. 通过改进样条函数对机械臂末端运行轨迹进行参数化设计, 将基座姿态的扰动量表达为关于样条函数控制点与相邻约束点之间运行时间的目标函数, 利用遗传算法对目标函数进行全局优化处理, 完成空间机械臂运行轨迹的优化设计. 仿真结果表明, 该方法能有效降低机械臂运动对基座姿态产生的扰动, 并且规划的关节运动轨迹二次连续可微.
空间物理过程时空协同探测的覆盖分析方法研究
杨震, 李元元, 高辰, 牛文龙, 孟新
2015, 35(2): 237-243. doi: 10.11728/cjss2015.02.237
摘要(857) PDF 1467KB(1141)
摘要:
针对空间物理过程时空协同探测任务的定量化探测覆盖分析需求, 在采用时空相关函数方法描述和分析空间物理时空过程的基础上, 提出一种基于θ-tR覆盖图的探测覆盖分析方法. 通过分析不同设计方案在一定累计时间周期内的θ-tR覆盖图, 根据其覆盖范围的不同选择所需要的设计方案. 采用该方法对两条共轨道面椭圆轨道的时空协同探测过程进行了定量的覆盖分析, 验证了该方法的有效性.
海洋二号卫星微波散射计自然扩展目标在轨定标
朱金台, 董晓龙, 王磊
2015, 35(2): 244-252. doi: 10.11728/cjss2015.02.244
摘要(1113) PDF 1423KB(1152)
摘要:
海洋二号卫星微波散射计(HY-2 Scatterometer, HY-2 SCAT)是一种旋转扫描笔形波束散射计, 能够对同一观测面元提供4次方位角和入射角的观测组合, 并通过地球物理模型反演海面风场. 为达到设计的风场反演精度, 要求其系统定标精度达到0.5dB. 利用不同区域自然扩展目标对HY-2 SCAT进行在轨外定标, 并与OSCAT散射计在同时期内的测量结果进行了对比. 定标结果显示可以消除因散射计天线指向偏差带来的方位向测量误差. 针对HY-2 SCAT方位向测量偏差进行了误差分析, 利用仿真方法以及海洋二号卫星雷达高度计同期测量数据的反演结果进行比对, 验证了误差来源.

期刊介绍

ISSN 0254-6124       CN 11-1783/V

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