留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

2017年  第37卷  第3期

栏目
  上一期 | 下一期 
显示方式:
封面
日球层物理与太阳系探测
X级质子耀斑的特征研究
张烨, 师立勤, 崔延美, 刘四清
2017, 37(3): 249-261. doi: 10.11728/cjss2017.03.249
摘要(1146) PDF 1833KB(1508)
摘要:
为了更加准确地判断X级耀斑是否引发质子事件，对X级质子耀斑和非质子耀斑的耀斑积分通量、源区、CME速度、CME角宽度、背景太阳风速度及背景X射线通量的分布进行了统计研究.发现非质子耀斑和质子耀斑的积分通量、经度、CME速度和CME角宽度具有明显不同的分布.非质子耀斑大多集中在东部，耀斑积分通量小于0.3J·m-2，CME速度小于1300km·s-1的区域内；质子耀斑大多集中在中部或西部，耀斑积分通量大于0.3J·m-2，CME速度大于1300km·s-1的区域内.质子耀斑伴随的CME角宽度主要集中在360°，非质子耀斑的CME角宽度分布则相对分散.两类耀斑的背景太阳风速度和背景X射线通量分布差别不大.利用两类耀斑各个参量分布上的差异，有望提高X级耀斑预报的准确率.
太阳质子事件中短期预报模型研究
崔延美, 师立勤, 刘四清
2017, 37(3): 262-269. doi: 10.11728/cjss2017.03.262
摘要(1180) PDF 2724KB(1342)
摘要:
太阳质子事件通量的预测对航天器抗辐射加固设计和航天员出舱活动具有非常重要的意义.针对一年以下的航天任务，利用经验统计方法，确认太阳活跃年和太阳平静年期间，1——365天不同时间段内 > 10MeV，> 30MeV和 > 60MeV的太阳质子事件积分通量符合对数正态分布，且通量对数的标准偏差σ和期望值μ随任务期时间的变化满足对数函数形式.以此为基础，构建太阳质子通量的中短期预报模型.该模型能够针对太阳活跃年和太阳平静年，给出一定置信度下1——365天不同时间内 > 10MeV，> 30MeV和 > 60MeV的质子事件通量分布，从而为执行中短期航天任务提供太阳质子事件通量的预测，以规避不必要的风险.
一种基于白谱法的电离层天气扰动指数
赵瑜馨, 毛田, 陈洲, 王劲松
2017, 37(3): 270-276. doi: 10.11728/cjss2017.03.270
摘要(1088) PDF 4240KB(1813)
摘要:
基于一种电离层扰动提取方法——白谱法，利用IGS提供的电离层TEC网格数据，获得电离层Js指数、Jr指数和Jp指数，分别反映单站、纬度圈（沿经度积分）及行星际尺度下的电离层天气扰动状态.在2015年3月的一次磁暴过程中，Js指数、Jr指数及Jp指数均很好地反映出电离层响应地磁暴的过程，磁暴前后Jp指数与Dst指数相关系数达到-0.72；Js图从二维角度很好地表征了电离层天气的扰动过程.在此基础上，统计分析了2011——2014年Jp指数与Dst指数的相关性，结果表明：限定Jp≥2，Jp指数与对应时间Dst指数的相关系数为-0.67；限定Jp≥3，二者相关系数更高，达到-0.87.通过分析不同Jp指数阈值下不同等级磁暴的次数，发现Jp指数可以很好地反映磁暴下的电离层整体扰动，为指示电离层天气状态提供了可能的参数.
VLF波渗透电离层传播计算研究进展
廖力, 赵庶凡, 张学民
2017, 37(3): 277-283. doi: 10.11728/cjss2017.03.277
摘要(1273) PDF 1021KB(1178)
摘要:
3~30kHz的甚低频（Very-Low-Frequency，VLF）电磁波对近地空间的高能粒子分布具有非常重要的作用.闪电和地面VLF通信台等VLF波主要辐射源产生的VLF波能够渗透进入电离层，并以哨声波模式继续传播至磁层与高能粒子发生相互作用.本文从VLF电磁波渗透电离层传播计算方法的发展、计算模型验证以及模型在电离层现象研究中的应用等方面对VLF波渗透进电离层之后的传播计算的研究进展进行综述，并对未来研究进行初步展望.
中国廊坊中间层和低热层大气平均风观测模拟
杨钧烽, 肖存英, 胡雄, 徐轻尘
2017, 37(3): 284-290. doi: 10.11728/cjss2017.03.284
摘要(942) PDF 1717KB(1045)
摘要:
利用中国廊坊站（39.4°N，116.7°E）流星雷达在2012年4月1日至2013年3月31日的水平风场观测数据，分析廊坊上空80~100km的中间层与低热层（Mesosphere and Lower Thermosphere，MLT）大气平均纬向风和经向风的季节变化特征.结果表明平均纬向风和经向风都表现出明显的季节变化特征.平均纬向风在冬季MLT盛行西风，极大值位于中间层顶，随高度增加西风减弱；在夏季中间层为东风，低热层为强西风，风向转换高度约为82km.平均经向风在冬季以南风为主，在夏季盛行北风.纬向风和经向风在春秋两季主要表现为过渡阶段.流星雷达观测结果与WACCM4模式和HWM93模式模拟的气候变化特点基本一致，但WACCM4模式纬向风和经向风风速偏大，而HWM93模式纬向风和经向风风速偏小.
一种NRLMSISE-00模型太阳辐射校正方法
薛炳森, 苍中亚
2017, 37(3): 291-297. doi: 10.11728/cjss2017.03.291
摘要(1495) PDF 1289KB(1216)
摘要:
根据空间天气的状态，调整大气模型的相关输入参数能够减小模型的计算误差.通过对比CHAMP卫星在轨大气密度探测数据与NRLMSISE-00模式的计算结果发现，通过调整F10.7的输入，使轨道大气密度积分的模式计算结果与探测结果之间的误差达到最小，此时的F10.7被称为理想F10.7输入（F*）.进一步的分析发现，F*与太阳紫外辐射MgII指数存在很好的相关性，因此可以选择其他的太阳紫外辐射代理参数取代F10.7，从而减小模型计算误差.本文采用神经网络技术，建立新的太阳紫外辐射代理参量Feuv与MgII，F10.7等的对应模型，能够根据当日参数值计算Feuv.研究结果表明，新的代理参数能够有效减小NRLMSISE-00的计算误差.
地球同步轨道相对论电子微分通量的动态预报模型
李胜, 黄文耿, 刘四清, 钟秋珍
2017, 37(3): 298-311. doi: 10.11728/cjss2017.03.298
摘要(1074) PDF 9420KB(1202)
摘要:
地球同步轨道区域充满能量高达MeV的高能电子，其对航天器威胁极大.电子微分通量预报有助于及时有效地预警高能电子事件，降低高能电子对航天器造成的危害.本文以此为背景提出了一种基于经验正交函数（EOF）方法的地球同步轨道相对论电子微分通量预报模型.该模型利用太阳风参数及地磁指数拟合后一天的电子通量EOF系数，结合EOF基函数给出后一天中大于2MeV电子微分通量预报.对2003年1月至2006年6月的样本测试结果表明，该模型可以重构出电子微分通量的真实变化，给出较好的5min微分通量预报，其平均预报效率达到67%左右.
空间目标预警阈值确定分析
周威萍, 沈鸣, 郭效忠, 高鹏骐, 赵有
2017, 37(3): 312-321. doi: 10.11728/cjss2017.03.312
摘要(1362) PDF 1196KB(1369)
摘要:
针对目前通常采用计算碰撞概率来进行空间目标碰撞预警的方法，为提高其评判标准的精度以达到提高航天器精准预警的目的，分析了目前空间目标碰撞概率阈值确定过程的总体框架.对阈值确定过程中所涉及的误差协方差矩阵确定方法、碰撞概率计算以及碎片通量计算方法进行了研究.以国际空间站（ISS）为例，通过计算其所在空间的碎片通量，分析其轨道受空间环境的影响情况，并与早期结果进行比较，得出其以往的碰撞概率阈值可能被高估的结论.
空间探测技术
深空探测器接近段自适应滤波方法研究
宁晓琳, 李卓, 黄盼盼, 杨雨青
2017, 37(3): 322-331. doi: 10.11728/cjss2017.03.322
摘要(1094) PDF 1625KB(1105)
摘要:
天文导航是一种广泛应用于深空探测任务的全自主导航方法.基于状态模型和量测模型的非线性卡尔曼滤波方法在天文导航中被广泛使用.卡尔曼滤波要求状态和量测模型误差是高斯白噪声且先验协方差信息已知，但在深空探测器天文导航系统中，状态模型和量测模型噪声通常不能精确知道且是时变的.因此，自适应卡尔曼滤波器广泛用于解决状态和量测模型误差未知且时变的问题.本文首先结合火星探测器接近段的实际情况分析了火星探测器接近段模型噪声的时变特性，然后对三种常用的在线调节自适应滤波方法在火星探测接近段的滤波表现进行了仿真实验.
带极点配置的LQR算法在空间站力矩平衡姿态控制中的应用
李新峰, 张涛
2017, 37(3): 332-337. doi: 10.11728/cjss2017.03.332
摘要(1370) PDF 1007KB(1063)
摘要:
在进行空间站力矩平衡姿态（TEA）控制设计时，需要将姿态动力学、动量管理与干扰抑制滤波器相结合形成系统模型，以抑制外部干扰对姿态的影响.带有区域配置的改进LQR算法用于线性化的系统模型，能够使得系统闭环极点落入期望的扇形区域，区域分别由给定整数定义张角、正数定义稳定阈，建立的代数Riccati方程组可采用两步法进行迭代求解，自动生成所需要的状态权矩阵，并得到系统的反馈增益，完成闭环极点的区域配置.该算法用于对空间站姿态控制及动量管理的控制系统，结果表明系统稳态及动态特性能够达到预期目标.
基于气浮的卫星挠性旋转帆板物理仿真系统设计
尹猛, 徐志刚, 白鑫林, 刘哲
2017, 37(3): 338-343. doi: 10.11728/cjss2017.03.338
摘要(1068) PDF 2037KB(1096)
摘要:
挠性附件运动时产生的弹性振动是影响空间飞行器指向精度和控制性能的主要原因.因此，在地面对控制系统抑制振动的性能进行验证具有重要意义.由于太阳帆板低频且长度较大，在地面构建大范围运动的空间微重力环境，耗资及难度极大.本文提出一种基于等效主轴惯量与挠性频率的卫星挠性旋转帆板挠性模拟器，基于气浮法设计了低摩擦与微重力环境的物理仿真系统，并建立了模拟器的动力学模型，等效模拟了卫星挠性旋转帆板的振动特性，降低了卫星挠性旋转帆板地面微重力运动环境模拟的难度，实现了对其控制算法抑制振动性能的有效及高经济性测试.仿真结果表明，模拟器可以通过简单操作实现参数的平滑改变以模拟不同参数及结构的卫星挠性旋转帆板，且具有与真实太阳帆板一致的振动特性，满足测试要求.
太阳帆板驱动机构内带电效应试验
史亮, 柳青, 陈益峰, 杨生胜, 秦晓刚, 李得天, 王俊
2017, 37(3): 344-349. doi: 10.11728/cjss2017.03.344
摘要(1296) PDF 1948KB(1348)
摘要:
太阳帆板驱动机构（Solar Array Drive Assembly，SADA）是长寿命、大功率航天器能源系统的关键部件.在空间高能电子环境下，SADA内部会发生静电放电甚至诱发二次放电，导致航天器丧失能源.利用双束加速器建立试验平台，对SADA进行内带电效应试验.试验中高能电子束的电子能量为2MeV，束流密度为5pA·cm-2，模拟SADA工作电压为50~150V，工作电流为0.5~1.5A.试验样品充电电位在辐照5h后达到平衡，形成的电场约为5×106V·m-1.相同工作电流下的放电次数随工作电压增大而明显增加，说明工作电压形成的电场与高能电子沉积形成的电场叠加会增加SADA发生放电的风险.依据试验结果，提出SADA抗内带电设计方案：一是降低SADA介质盘的体电阻率；二是改进导电环结构体的结构设计，降低导电环间电压在介质盘上形成的电场.
地球同步轨道带动态监视光学系统样机及试验观测结果
罗浩, 毛银盾, 于涌, 张会彦, 唐正宏
2017, 37(3): 350-360. doi: 10.11728/cjss2017.03.350
摘要(1192) PDF 3613KB(1295)
摘要:
地球同步轨道上目标数量多，运动形式多样.为了保障航天活动的安全，有必要开展地球同步轨道目标的动态监测，及时掌握发生在中国专属地球同步轨道带的空间事件.2015年12月地球同步轨道带动态监视光学系统样机正式安装在中国丽江高美古观测站.2015年12月至2016年2月，利用该样机对台站上空地球同步轨道带的样本天区开展了试验观测.结果表明，样机能够对27颗地球同步轨道目标进行连续监测，其中两颗为北美航空航天司令部未编目的目标；目标天文定位的内符精度在方位上约为4"，在俯仰上约为1".利用多圈次观测结果对轨道进行改进，在无轨控发生时，24h和48h点位预报精度在方位和俯仰上分别优于9"和2".以3颗GEO目标为例，通过实测资料对轨道变化事件进行了初步分析和验证.
日冕能量中性原子编码调制成像方法应用
杨垂柏, 张斌全, 曹光伟, 梁金宝, 路立, 张珅毅
2017, 37(3): 361-368. doi: 10.11728/cjss2017.03.361
摘要(1055) PDF 1795KB(1039)
摘要:
针对空间天气活动机理、机制及规律等方面研究需要，Kuafu卫星计划提出对日冕中性原子进行成像观测.通过分析日冕中性原子观测的科学意义和观测方法，采用编码调制方法进行日冕中性原子成像，并依据科学指标完成了整个仪器初步方案设计和仿真计算.仪器测量的中性原子能量范围为0.5~6MeV，视场范围为360°×10°.利用高压静电偏转电极板去除测量范围内的带电粒子，仪器由m序列编码调制栅网与硅半导体构成的成像结构及电子学箱共同组成.编码成像方案和仿真计算奠定了日冕中性原子成像观测的技术基础，可为空间天气中长期规律及预报等研究提供技术手段.

期刊介绍

ISSN 0254-6124       CN 11-1783/V

版权所有 © 《空间科学学报》编辑部  京ICP备08100722号

本系统由 北京仁和汇智信息技术有限公司 开发