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自主火星离子与中性粒子分析仪数据压缩算法设计
郑香脂, 张爱兵, 孔令高, WIESER Martin, KALLA Leif, 仇通胜, 王文静, 田峥
, doi: 10.11728/cjss2022.06.210409047
摘要:
火星离子与中性粒子分析仪共设计10种在轨探测模式,不同探测模式下数据率不同,多种探测模式下数据量远超出最大下行数据率的限制。为降低数据率,利用仪器内部FPGA有限的资源对压缩处理方法进行了详细设计。通过分析仪器数据特点,火星离子与中性粒子分析仪压缩算法采用合并处理、对数压缩和无损压缩三种压缩算法组合。对于每种探测模式,FPGA程序可根据压缩标志选择相应压缩算法,实现三种压缩算法串行使用,或选择其中一种或两种算法。并且压缩标志可通过注入指令改写,实现在轨时根据需求灵活配置。合并处理压缩比为2或4,对数压缩的压缩比为2,无损压缩效率与样本数据间的相关性有关。在此基础上,利用等离子体定标测试系统完成了地面测试。测试结果表明,各探测模式下科学数据经过压缩后数据率满足任务指标要求。
微型微焦斑X射线闭管及阴极丝电子发射差异性
李帆, 曹阳, 牟欢, 刘亚宁, 李海涛, 李保权
, doi: 10.11728/cjss2022.06.211124122
摘要:
行星岩石成分原位测量是行星探测的基本需求,X射线荧光分析是开展元素成分测量的重要技术手段。针对深空探测X射线荧光分析仪的需要,设计并研制了一款微型微焦斑X射线闭管,尺寸为Φ15 mm × 22 mm,焦斑尺寸230 μm,工作时阳极接地,阴极接浮地负高压,最大电压为–50 kV。在微型X射线闭管研制过程中,开展了螺旋型钨丝、直线型钨丝、直线型铼钨丝等常用热阴极的电子发射差异性研究,测量了各型热阴极的电子发射效率。结果显示,在200 V阳极电压下,低铼含量直线型铼钨丝电子发射效率最大为27.87 μA·W–1,是螺旋型钨丝的4倍,直线型钨丝的6.8倍;掺铼钨丝电子发射效率远高于纯钨型阴极丝。此外,铼钨丝还具有电子发射快、预热要求低、对真空度要求不高等特点,是深空探测X射线闭管阴极丝较理想的选择。
基于长椭球面波函数去卷积方法的高动态范围太阳射电成像
张荣玉, 阎敬业, 武林, 吴季
, doi: 10.11728/cjss2022.06.211125126
摘要:
利用综合孔径射电望远镜对太阳进行观测时,通过对图像中存在的明亮扩展源进行准确建模并移除,可以更好地观测视场内的微弱源并提高图像的动态范围。在射电天文领域,主要利用CLEAN算法对图像中的明亮源进行移除,以显示微弱的背景。然而,使用图像像素作为基函数的CLEAN算法的固有限制导致其对扩展源的建模效果较差。为了克服这种限制,将基于长椭球面波函数(Prolate Spheroidal Wave Functions, PSWF)的去卷积方法应用于太阳射电成像。PSWF最优正交基由脏图中的感兴趣区域(Region of Interest, ROI)和UV覆盖共同决定。为了验证该方法的有效性,基于PSWF正交基对均匀圆环阵观测的太阳射电图像进行去卷积,并从动态范围和保真度两个方面定量化对比了CLEAN算法和基于PSWF正交基方法的性能。基于PSWF正交基去卷积方法剩余脏图中的微弱源更接近真实情况且动态范围更高。
一种基于轻量化CNN的天文暂现源智能识别方法
李晓斌, 薛长斌, 戴玉岐, 周莉
, doi: 10.11728/cjss2022.06.211224133
摘要:
天文暂现源携带了关于天体本质及演化过程的丰富信息,对暂现源进行探测与研究具有极为重要的科学价值。天文暂现源的辐射峰值大多在X射线或伽马射线,天基望远镜对这些高能波段的观测优势是地基望远镜无法比拟的,更适合于暂现源观测。但由于星载计算机的性能约束,很难实现依托于地面强大算力的复杂检测算法。针对以上问题,提出了基于轻量化卷积神经网络(CNN)模型的天基暂现源检测算法,并在嵌入式ARM平台上实现了模型部署。实验结果表明,本文提出的轻量化CNN暂现源检测算法的模型复杂度和计算量不及Deep Hits算法的1/4,准确率达到96.52%,可应用于星载有限算力平台,实现未来的天基暂现源实时检测。