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2019年  第39卷  第4期

前沿动态
日本创造高能宇宙线电子能谱直接测量新纪录
王海名
2019, 39(4): 409-409.
摘要:
Spitzer发现古老星系照亮宇宙的新线索
王海名
2019, 39(4): 409-409.
摘要:
俄罗斯科学家提出日冕和太阳风成因新观点
范唯唯
2019, 39(4): 410-410.
摘要:
LRO发现新的月球皱纹
韩淋
2019, 39(4): 410-410.
摘要:
嫦娥4号发现月球背面幔源物质初步证据
中国科学院国家天文台
2019, 39(4): 410-410.
摘要:
NASA双胞胎实验揭示人体在空间中的恢复能力
王海名
2019, 39(4): 411-411.
摘要:
俄罗斯开发国际空间站单圈飞行对接方案
范唯唯
2019, 39(4): 412-412.
摘要:
发展战略
NASA公布阿特密斯载人月球探索计划
韩淋
2019, 39(4): 413-413.
摘要:
日本政府讨论空间科学技术发展路线图
惠仲阳, 范唯唯
2019, 39(4): 414-415.
摘要:
美国两个日球层物理小型科学任务致力于揭秘空间天气影响
白青江, 范全林
2019, 39(4): 415-416.
摘要:
ESA与欧盟合作建设欧洲量子通信网络
王海名
2019, 39(4): 415-415.
摘要:
研究论文
背景太阳风数值模拟的熵守恒格式
王腾龙, 冯学尚, 李彩霞, 柳晓静
2019, 39(4): 417-431. doi: 10.11728/cjss2019.04.417
摘要:
背景太阳风研究是根据行星际扰动传播情况预测空间天气状况的基础,磁流体(MHD)模拟是背景太阳风研究的重要手段.采用一种新的数值计算方式,利用Ideal GLM-MHD将计算过程中产生的磁场散度以ch的速度向计算区域外传播,从而消去磁场散度;重构部分使用受约束的最小二乘法,将磁场散度作为约束条件添加到重构中,进一步对重构后的磁场梯度进行修正;通量计算采用满足热力学第二定律的熵守恒格式,该格式能够确保在计算过程中熵不增,保证数值稳定.研究结果表明,该方法应用于太阳风数值模拟的求解得到了更加稳定的结果.
频高图Es层回波的自动识别
王胜, 周晨, 姜春华, 杨国斌, 赵正予
2019, 39(4): 432-441. doi: 10.11728/cjss2019.04.432
摘要:
提出了一种基于决策树算法的自动识别Es层回波的方法以提高Es识别效率.通过自适应二值化以及中值滤波算法对频高图进行预处理,并提取有效的Es回波区域.利用Es层在虚高轴分布的规律,通过图像投影的方法选择出特征,将这些特征以及时间信息作为决策树算法的输入;通过人工识别方式为每幅频高图标明是否存在Es回波的标签,与决策树算法的输出进行比较.对训练集进行训练、剪枝,获取最接近人工识别结果的决策树,使用测试集对获取的决策树进行测试验证.本文使用云南普洱站(22.7°N,101.5°E)记录的频高图数据作为训练集,分别使用云南普洱站(22.7°N,101.5°E)和四川乐山站(29.5°N,103.7°E)的频高图数据作为测试集对该方法进行测试验证,结果表明该方法对普洱站和乐山站两地Es二跳回波的识别均具有较高的准确率,分别达到84.2%和82.8%.
大气密度模型球谐修正研究
任廷领, 苗娟, 刘四清, 王宏, 曹勇
2019, 39(4): 442-448. doi: 10.11728/cjss2019.04.442
摘要:
大气模型修正是提高模型精度的一种重要方法.利用CHAMP卫星高精度加速仪反演的密度数据,采用球谐函数的形式对NRLMSISE-00模型进行修正.为了消除轨道高度变化对密度修正结果的影响,将密度数据同化到同一高度处,计算修正之后的密度误差,进而对未来三天的密度进行预报.结果表明,经球谐修正后,修正误差和预报误差均有显著降低.在太阳活动高年,修正误差可降至10%左右,提前1~3天预报精度分别提高31.34%,21.39%和13.75%;太阳低年时修正误差可降至14%左右,提前1~3天预报精度分别提高55.03%,47.79%和43.60%.
地形产生的山地波及其传播过程模拟研究
魏家瑞, 刘晓, 徐寄遥
2019, 39(4): 449-459. doi: 10.11728/cjss2019.04.449
摘要:
气流经过地形产生的山地波是大气重力波研究的重要类别之一.从大气运动的控制方程组出发,建立模拟地形产生的山地波及其传播过程的二维数值模式.利用水平背景风场、地形和垂直速度之间的关系,在模式中引入垂直速度扰动作为地形产生山地波的激发源.通过模拟该激发源引起的扰动即山地波在大气中的传播过程,再现了山地波的产生、传播及充分发展过程.通过分析水平波长、垂直波长、位温扰动、流线,在空间尺度上描述了山地波的产生、传播及充分发展的过程.在气流经过地形产生的山地波的传播过程中,其水平波长λx的范围为2.5~5km,垂直波长λz约为2.5km.这些结果与利用山地波线性理论计算的垂直波长一致,从而验证了本模式能够模拟地形产生的山地波及其传播过程,为深入了解山地波的产生过程及其在中高层大气中的传播机制和效应奠定了基础.
存储器空间单粒子翻转率预测
陈傲, 陈鸿飞, 向宏文, 于向前, 施伟红, 邵思霈, 邹鸿, 邹积清, 仲维英
2019, 39(4): 460-468. doi: 10.11728/cjss2019.04.460
摘要:
根据SSO上两卫星搭载的三个PREM测得的空间中重离子LET谱,以及利用Weibull分布模型拟合出的不同器件的σ-LET曲线,对由空间中重离子引起的单粒子翻转的翻转率进行了预测估算.将预测值与实测值对比,分析了影响翻转率的因素.对于相同器件,翻转率与设备在卫星上的位置和朝向有关.位于卫星尾部面向后退(-x)方向的翻转率高于位于底部对地(+z)方向的器件翻转率;太阳活动水平高的时间段翻转率高于太阳活动水平低的时间段.探测器接收的重离子微分LET谱的强度和硬度决定了器件的单粒子翻转率.在高于翻转LET阈值时,LET谱的强度越高,其硬度和翻转率越大.不同器件的翻转率也不相同.
微重力池沸腾中的气泡和传热行为数值模拟
易天浩, 陈超越, 雷作胜, 赵建福
2019, 39(4): 469-477. doi: 10.11728/cjss2019.04.469
摘要:
基于标准动量传输方程、连续性方程以及能量方程,建立了单个气泡的二维数值模型,考察了微重力过冷核态池内沸腾中的气泡动力学和传热行为.在动量传输方程中耦合了表面张力和Marangoni力,连续性方程和能量方程中耦合了相变效应,考虑了加热面上过热液体层的影响,并引入相场函数捕捉气液界面的动态变化.结果表明:气泡在生长过程中,形状由最初的半球形变为椭球形,最后变为脱附时的梨形;气泡在加热面上自由迁移,呈非轴对称结构,并且气泡上部的温度场呈现为蘑菇云状;气泡的脱附直径正比于g-0.488,脱附周期正比于g-1.113,加热面上的平均热通量正比于g0.229.
Cortical Microtubule Reorientation and Its Relation to Cell Surface Texture of Epidermal Cells of Arabidopsis Thaliana Hypocotyls under Simulated Microgravity Conditions
XIE Junyan, ZHANG Yue, ZHENG Huiqiong
2019, 39(4): 478-488. doi: 10.11728/cjss2019.04.478
摘要:
Gravitropic curvature growth of Arabidopsis hypocotyls mainly occurred in the rapid growing Elongation Zone (EZI), not in the slow-growing Elongation Zone (EZⅡ). By examining reorientation of Microtubules (MT) and phenotype of the cell wall in the EZI and the EZⅡ of Arabidopsis hypocotyls under normal gravitational condition, it is found that MTs in the rapid growing epidermal cells were mainly in the transverse direction, while those in the non-growing epidermal cells were in the longitudinal directions. However, this difference in cortical MT arrays between the EZI and EZⅡ cells disappeared when the seedlings were exposed to the simulated microgravity condition on a horizontal clinostat. Field emission scanning electron microscopy revealed that the surface texture of epidermal cells, like the direction of the MT, in the EZI and the EZⅡ also became similar when exposed to the simulated microgravity condition. This result indicated that simulate microgravity could modify the potential differentiation between the EZI and the EZⅡ by affecting the orientation of cortical MT in the epidermal cells.
基于电推进卫星飞往Halo轨道的转移轨道研究
王申, 熊淑杰
2019, 39(4): 489-493. doi: 10.11728/cjss2019.04.489
摘要:
利用电推进及轨道力学的特性实现节能优化,将限制性三体问题中的稳定不变流形与小推力轨道优化相结合,研究全电推进卫星从地球停泊轨道飞向日地拉格朗日L2点Halo轨道的低消耗转移轨道.航天器的转移轨道分为逃逸段、拼接段与无动力滑行段.在逃逸段卫星沿速度方向加速脱离地球引力,拼接段采用Radau伪谱法进行优化,使航天器以最短时间到达目标Halo轨道的稳定不变流形上,随后航天器电推进系统关机,沿稳定不变流形无动力滑行至目标轨道.基于雅克比积分常数给出拼接段轨道初始猜测值,以先提高切向方向航天器能量避免了全程优化离散点过多难以求解的问题.仿真结果表明,该方法收敛速度较快,对平动点工程任务的初期轨道特性计算具有实际意义.
不规则区域成像覆盖星座构型优化设计
于彦君, 王峰, 苗悦
2019, 39(4): 494-501. doi: 10.11728/cjss2019.04.494
摘要:
近年来卫星对地观测需要呈现逐年上升趋势.从单个目标点的对地观测卫星星座构型设计方法入手,推广为设计满足不规则大范围成像区域重访时间需求的卫星星座.以卫星数目最少及满足重访时间要求为优化目标,采用改进的模拟退火算法,结合改进的等面积网格点覆盖法,提出了一种针对不规则区域成像全覆盖的卫星星座构型优化设计方法.分析了光照因素对重访时间、所需卫星数目以及星座构型的影响,并通过仿真分析验证了算法的可行性.
基于WAAS监测数据的精度和完好性参数解算
倪育德, 张天阳
2019, 39(4): 502-511. doi: 10.11728/cjss2019.04.502
摘要:
美国联邦航空管理局(FAA)建设的广域增强系统(WAAS)通过对全球定位系统(GPS)所需导航性能(RNP)的全面增强,目前已能在WAAS服务区的绝大部分空域支持从航路到具有垂直引导满足航向信标性能(LPV)-200进近的RNP.本文给出了WAAS报文的解码过程,结合WAAS广播报文阐述了精度和完好性参数的解算处理过程.选取美国阿拉斯加州和美国本土34个WAAS监测站的实测数据,按该处理流程解算出精度和完好性参数.结果表明,所选监测站位置的精度和完好性解算结果与美国国家卫星测试台(NSTB)公布的统计数据基本吻合,验证了报文解码以及参数提取算法和流程的正确性.WAAS精度和完好性参数解算处理流程可为中国北斗星基增强系统(BDSBAS)建设提供借鉴和参考.
基于相位偏差的实时PPP模糊度固定
赵爽, 杨力, 朱恩慧, 郜尧
2019, 39(4): 512-519. doi: 10.11728/cjss2019.04.512
摘要:
采用CNES发布的实时相位偏差数据,实现包含模糊度固定的实时精密单点定位.对全球10个IGS测站10天观测数据进行RTPPP解算,分别统计模糊度首次固定时间和定位精度,结果显示利用实时相位偏差数据能在平均30min内实现模糊度首次固定,模糊度固定时水平位置误差由6cm迅速降低至2cm左右,三维位置误差由10cm迅速降低至5cm左右,同时RTPPP模糊度固定在3h观测内可保持水平3cm、三维5cm左右的定位精度.通过分析得出,基于相位偏差的RTPPP模糊度固定技术具有较高的定位精度和定位稳定性,能够快速实现cm级定位.
基于高时相探测的运动点目标检测方法
牛文龙, 吴勇, 杨震, 郑伟, 刘波
2019, 39(4): 520-529. doi: 10.11728/cjss2019.04.520
摘要:
针对可见光探测中低信噪比运动点目标检测问题,提出一种基于高时相探测的运动点目标检测方法,构建了基于双谱分析的目标检测器来提取像元时域特征,对背景像元与目标像元进行区分.仿真分析与实验结果均表明,所提出的方法能够对低信噪比运动点目标进行有效检测,在一定帧频范围内,目标检测能力与采样帧频正相关.相比常用的运动点目标检测方法,本文方法具有更高的检测效能.
利用点目标回波抑制距离旁瓣的方法
蓝爱兰, 阎敬业, 赵飞, 武林
2019, 39(4): 530-536. doi: 10.11728/cjss2019.04.530
摘要:
针对雷达脉冲压缩过程中引入的距离旁瓣问题,提出一种基于反卷积算法并利用点目标回波进行旁瓣抑制的方法.从雷达回波中提取准点目标回波,进而提取目标信息,实现对距离旁瓣的抑制.利用点目标回波旁瓣抑制方法对海南VHF非相干散射相控阵雷达的电离层回波数据进行处理.结果表明:强目标的旁瓣干扰抑制优于5dB,这证明了该抑制方法的有效性;旁瓣抑制效果与回波的信噪比有关,降低背景噪声和系统噪声的影响可提高其距离旁瓣抑制效果.
地基Headwall高谱影像大气校正方法
吴晓明
2019, 39(4): 537-543. doi: 10.11728/cjss2019.04.537
摘要:
遥感影像大气校正是定量遥感研究的前提与难点之一.大气校正有多种方法和模型.本文研究了目前常用的大气校正方法,包括FLAASH模型、6S模型、ELC方法和QUAC方法,并应用这几种方法对Headwall野外高光谱成像仪获取的高光谱影像进行大气校正.通过对4种典型地物的表观反射率、校正后反射率以及实测反射率进行对比分析,发现4种模型均能有效去除大气的影响,能够较好地恢复地物光谱的典型特征.相对于其他3种大气校正方法,经验线性法对地基Headwall高光谱影像校正效果最好.
Space-to-space Radio Interferometry System from Medium Earth Orbits
MARTIN-NEIRA M, KUDRIASHOV V, BARAT I, DUESMANN B, DAGANZO E
2019, 39(4): 544-562. doi: 10.11728/cjss2019.04.544
摘要:
This paper presents a new concept to perform space-to-space Very Long Baseline Interferometry which enables the imaging of cosmic sources at high-resolution and high-sensitivity with small antennas. Several individual apertures are embarked on separate identical satellites staggered in height into Polar or Equatorial Circular Medium Earth Orbits (PECMEO orbits). These orbits are stable and allow GNSS-based on-the-fly centimeter-level relative positioning. Coherent operation is possible by exchanging local oscillator components and measured signals through Inter-Satellite Links (ISL). On-board cross correlation is performed at each satellite over a delay window compatible with the accuracy of the on-the-fly relative positioning and the result sent to the ground. Image reconstruction is completed on the ground thanks to sub-millimeter baseline retrieval from accurate GNSS orbits, ISL ranging and spacecraft attitude information. The application of this concept to image the Super Massive Black Hole Sgr A* is hinted.
科学家访谈
为圆航天梦,“强迫症”这病我认了——记中国科学院首届“十佳科苑名匠”获得者张爱兵
任洁
2019, 39(4): 563-563.
摘要:
研究机构
中国科学院空间环境态势感知技术重点实验室
2019, 39(4): 564-564.
摘要: