空間科學學報最新期刊目錄

基于月球科研站的科研活動戰略分析及其作業平臺總體方案研究————作者：裴照宇;王瓊;徐琳;張晨軒;張鋒;張賢國;王匯娟;賈瑛卓;劉洋;薛長斌;張金海;張天馨;彭兢;王赤;鄒永廖;

摘要：月球是地球的唯一天然衛星,因其獨特的空間位置、空間環境和物質資源,一直是國際深空科學探測活動的主要目標天體和推動航天高新技術發展的理想試驗場所.構建月球科研站(基地)將是未來月球探測活動的主要趨勢,可為開展月球地質演化、宇宙早期歷史與不同層級天體形成和演化、日地月系統耦合機制、物理與生物學效應、材料特性等多學科交叉的前沿科學研究提供獨特的機遇.同時,探測活動也將由單一任務向多任務聯合探測方式發展,...

方向顯著性特征分布的加權散度紅外弱小目標增強檢測————作者：王怡雯;鄭偉;邢成龍;

摘要：紅外弱小目標檢測廣泛應用于暗弱天體檢測等領域,是空間環境安全預警的重要手段.基于熵的理論并結合目標擴散的方向性,提出了一種方向顯著性特征分布的加權散度紅外弱小目標增強檢測方法 (DSWD).在多層嵌套窗口中評估圖像局部顯著性,基于點目標在紅外圖像中由中心向八個方向擴展的特征對圖像進行多向空間濾波,在復雜背景中增強目標.鑒于顯著性特征各向分布與平均背景分布之間的差異,使用散度將目標區域與背景之間概率...

航天器碰撞概率簡化計算方法的比較與應用————作者：王寧;郭建新;周敬博;

摘要：針對空間飛行器碰撞概率問題,基于碰撞概率的假設條件與計算原理,對現有常見方法進行分析,歸納每種方法在線性與非線性、空間目標是否規則等方面的適用性及特點,通過數值計算驗證了上述方法,并從計算速度與計算精度兩個維度對每種方法進行評估.評估結果表明,中心概率密度法的計算速度最快,曲線積分法的相對誤差最小,基于辛普森公式的二維積分方法具有較均衡的效果,三維體積積分適用于非線性場景,蒙特卡洛法最為精準但是運...

波模并合激發諧頻脈澤輻射的泵波模擬————作者：劉功林;寧昊;倪素蘭;李傳洋;張子龍;李耀坤;陳耀;

摘要：損失錐電子驅動的電子回旋脈澤輻射是解釋太陽射電尖峰暴的主要機制,然而在強磁化條件下,其主要激發的基頻輻射在日冕中存在逃逸困難的問題,諧頻輻射的激發可有效解決該問題.最近有研究提出一種新型諧頻輻射機制,即損失錐電子激發的基頻X模(X1)和Z模通過波模并合產生諧頻輻射.然而其相應非線性波模并合過程仍需進一步研究和論證.研究針對Z+Z和Z+X1并合產生諧頻的新型輻射機制開展了并合條件分析,發現該過程的并...

利用深度學習實現Dst指數短期業務預報————作者：牛犇;黃智;

摘要：由太陽活動引發的磁暴事件會導致地球磁場產生劇烈變化,進而影響通信、導航、電力等工程應用系統的服務性能.在空間物理領域通常利用Dst指數表征磁暴強度的變化,本文提出一種基于卷積神經網絡(CNN)、門控循環單元(GRU)和長短時記憶網絡(LSTM)的磁暴預測模型(C-G-LSTM),能夠提前1～6 h預測Dst指數.進一步利用美國航空航天局(National Aeronautics and Space...

激光雷達觀測研究低緯度地區鈉層季節變化特征————作者：何詩敏;張鐵民;柴薇薇;張一民;羊大立;彭鴻雁;王繼紅;

摘要：使用鈉熒光激光雷達觀測2018-2019年低緯度地區海口(20.0°N, 110.3°E)上空鈉層變化規律,統計分析了鈉層密度分布與其季節變化特征以及特殊事件的季節變化特征,發現海口鈉層變化與季節之間有較大關聯.鈉層平均密度呈現基本對稱的高斯分布特點,柱密度和峰值秋冬季大,峰值位置夏高秋低,質心高度變化穩定,半高全寬與均方根寬度秋季小冬季大.突發鈉層事件(Sporadic Sodium Layer...

基于風云三號E星探測的黃昏時熱層大氣成分比值季節轉換研究————作者：石正;付利平;江芳;毛田;

摘要：中國的多顆風云三號衛星配備了電離層光度計,能探測到OI 135.6 nm和N₂ LBH帶的氣輝輻射積分通量,并計算出135.6/LBH比值.風云三號E星作為第二代近極地太陽同步軌道衛星,特別適合晨昏軌道的氣輝觀測.該比值與熱層大氣成分中[O]/[N₂]比值成正比,反映了影響電離層電子密度變化的重要參數.利用風云三號E星近兩年的數據,分析了中低緯地區135...

近紅外波段大氣偏振態研究及實驗驗證————作者：陳智興;勾萬祥;佟帥;張夢瑤;李崇輝;

摘要：大氣偏振態研究是開展偏振探測、偏振遙感、偏振成像等應用的前提和基礎.相較于可見光波段,近紅外波段大氣偏振態研究相對滯后.已有研究多以理論分析為主,缺乏實驗驗證.為此,本文采用短波紅外圖像傳感器、紅外鏡頭、紅外偏振片、紅外濾光片等搭建了近紅外波段大氣偏振測量系統,在晴朗天氣條件下對全天空900～1700 nm近紅外波段大氣偏振態進行了測量.結果表明,在近紅外波段大氣呈現穩定偏振模式,其中大氣偏振角分...

全日面機器學習耀斑業務預報————作者：李銘;崔延美;羅冰顯;

摘要：太陽耀斑預報是空間環境預報中的一項重要內容.目前所構建的深度學習耀斑預報模型大都是基于活動區磁圖構建的.受到投影效應的影響,這類模型僅能對太陽中心區域的活動區進行預報,難以滿足全日面耀斑業務預報的需求.基于太陽活動傳統參量,研究統計了活動區磁類型、面積,耀斑爆發歷史以及F10.7與耀斑發生的關系,利用全連接神經網絡構建了適用于全日面活動區的太陽耀斑業務預報模型,該模型可以預報未來48 h內活動區≥...

激光頻率波動對空間引力波探測激光干涉測量的影響分析————作者：劉宇;張玉珠;彭曉東;趙夢園;楊震;唐文林;強麗娥;

摘要：空間引力波探測激光干涉測量系統噪聲是決定探測任務成敗的關鍵因素.激光頻率噪聲是最重要的噪聲之一,有必要分析激光頻率波動對測量結果的影響和各參數的變化對測量結果影響的百分比(重要程度).由于在地面難以模擬空間環境,仿真分析是理想的實驗手段.基于空間引力波探測激光干涉測量仿真系統,分析了自由運行激光器激光頻率波動對其中的科學干涉儀、參考干涉儀和TM干涉儀模型造成的測量誤差,并運用直接求導法和Sobol...

智慧發射場指揮監控系統設計————作者：劉梓琰;徐文曉;范浩鑫;王冠;劉巧珍;

摘要：中國航天事業的快速發展,空間科學、空間技術、空間應用的全面突破,航天發射頻率的不斷提高,對航天發射場的服務能力提出了更高的要求.隨著云計算和大數據等技術的飛速發展,中國航天發射場陸續開展了信息化和數字化轉型,以打造智慧發射場為目標進行升級改造.在這一背景下,本文提出智慧發射場指揮監控系統的總體設計思路與技術選型策略,從系統的可靠性、拓展性與智慧性三個維度進行補充分析并提出后續建設思路,從發射場信息...

一種磁異常梯度測量的地磁/慣性融合導航方法————作者：梁宇瀟;高東;

摘要：地磁導航是一種基于地球天然磁場的導航方法,其自主性強,抗干擾性能好,可以在多種環境下正常工作,但低空/水下地磁匹配導航需要基于大量測量數據構建地磁圖且對于平臺計算能力要求較高,給地磁導航的應用帶來不便.慣性導航在短時間內精度較高,但隨著時間推移會出現較大的累積誤差.本文將從地磁總場中提取的磁異常場前后兩次測量間的差分信息作為觀測量,依據磁異常場的偶極子特征,基于磁偶極子模型理論推導了應用于導航系統...

基于艇載太赫茲輻射計的大氣溫度廊線反演————作者：朱家瑋;周晨;趙正予;劉祎;

摘要：基于武漢大學研制的艇載式太赫茲探測儀ATMI (Airborne THz Measure Instrument),分析ATMI在地基與空基探測模式下對大氣溫度廊線的反演能力.針對ATMI樣機的硬件參數,在空基和地基測量模式下,建立不同緯度下大氣輻射傳輸模型,討論在不同緯度下ATMI使用BP神經網絡算法對于大氣溫度廊線的反演能力.樣機出廠后在中緯度地區進行了一個月的地基實測,通過實測數據驗證ATMI...

面向空間引力波探測檢驗質量捕獲的彈性管模型預測控制————作者：賀雄峰;盧葦;許諾;王鵬程;張永合;崔冰;夏元清;

摘要：在空間引力波探測任務中,檢驗質量穩定捕獲是航天器進入超穩飛行狀態的關鍵步驟.該過程存在初始誤差大、系統不確定性大、執行約束強等特點.提出了一種基于彈性管模型預測控制的檢驗質量捕獲控制方法,基于滾動優化和彈性管道技術的控制結構,提高捕獲成功率,并且充分補償衛星對檢驗質量的耦合干擾;利用小容差有效集法,提高在線計算的求解精度,確保檢驗質量的高控制精度;同時基于特征工程方法的最小魯棒正不變集離線修正方法...

偏遠林區單北斗/多模GNSS實時單點定位性能比較————作者：葉少春;徐文兵;尹瀟;

摘要：在偏遠林區,參考站比較稀疏且較難進行網絡通信,多路徑效應大,觀測時衛星周跳數大,難以利用雙差方式進行高精度實時(Real-Time Kinematic, RTK)定位.為此,在考慮廣播星歷鐘差引入碼硬件延遲的基礎上,推導了單北斗(BDS)/多模全球導航衛星系統(Global Navigation Satellite System, GNSS)單頻和消電離層組合的偽距單點定位(Single Poin...

輻射與模擬失重對大鼠腦電信號的影響規律及損傷機制————作者：豐俊東;田劉欣;李騫;趙錫達;楊穎清;王維泰;

摘要：通過生物電信號評估輻射與失重對腦的影響,并揭示其影響規律與損傷機制,為空間環境風險評估與防護技術研究提供參考.以SD大鼠為對象,設立不同實驗組.采集并分析大鼠腦電信號頻譜變化,利用神經網絡模型識別腦電信號異常.同時檢測大鼠腦部特定區域的蛋白質表達量變化,以探討損傷機制.輻射組與失重輻射復合組大鼠腦電信號出現慢波化,復合作用影響顯著,神經網絡模型能有效識別異常信號.輻射與失重導致大鼠腦部髓鞘受損,相...

中國科學院上海光學精密機械研究所

摘要：<正>空間冷原子物理與應用專業是中國科學院上海光學精密機械研究所(簡稱上海光機所)空天激光技術與系統部的優勢專業，主要研究方向有空間超冷原子物理、空間冷原子微波鐘、星載積分球原子鐘、空間光鐘、空間冷原子干涉儀等。該專業延續中國科學院量子光學重點實驗室相關項目，實驗室專業開展空間冷原子物理和工程相關研究。上海光機所空間冷原子物理與應用團隊在空間冷原子物理相關領域取得了一系列重要進展。2016年9月，...

微重力環境下超冷原子物理研究————作者：李琳;汪斌;周小計;陳徐宗;李唐;劉亮;

摘要：中國空間站的發展和建成為微重力環境下超冷原子物理的研究及其應用提供了必要的實驗條件.2022年10月31日,中國科學院上海光學精密機械研究所聯合北京大學研制的中國空間站超冷原子物理實驗柜（簡稱超冷柜）搭載夢天實驗艙進入中國空間站.超冷柜的主要目標是在中國空間站建成以⁸⁷Rb玻色–愛因斯坦凝聚（Bose-Einstein Condensate, BEC）為工作物質的超冷原子物理...

旋轉作用下水平圓管內蒸汽冷凝特性————作者：張雷剛;茹夢;李豪;岳利文;陳振乾;馬艷陽;

摘要：冷凝是傳熱設備工作中一種重要的物理過程.與傳統的單相流回路相比,冷凝相變釋放的潛熱相當大.隨著航天事業的不斷發展,高效的熱控技術變得越來越重要.目前,營造微重力環境主要采用自由落塔和拋物飛行等方法,但是其獲得的微重力時間比較短且實驗成本較高.本研究采用離心力方法來模擬不同的重力條件,結果表明由于重力的影響,液體會在底部聚集,導致管壁下部溫度較低.通過可視化分析也可以看到管內存在波狀和螺旋狀流態.在...

基于一維殘差卷積神經網絡的Pi2脈動識別模型————作者：張怡悅;鄒自明;方少峰;

摘要：Pi2脈動是一種不規則的超低頻波(Ultra-Low Frequency, ULF),是磁層與電離層耦合的重要瞬態響應,其發生與亞暴爆發有密切的關系. Pi2脈動作為地球磁層中的一種擾動現象,其發生信號隱藏在地磁場分量觀測數據中.面對持續增長的觀測數據量,如何有效地判斷某段地磁場分量觀測數據中是否有Pi2脈動發生,是構建Pi2脈動識別模型的關鍵.利用子午工程磁通門磁力儀觀測的地磁場分量數據,基于一...

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