空間科學學報最新期刊目錄

基于深度學習的太陽黑子群磁類型分類————作者：尹耀;李依洋;黃獅勇;徐思博;袁志剛;吳紅紅;姜奎;熊啟洋;林仁桐;

摘要：太陽活動作為太陽大氣層中能量釋放和物質運動的顯著表現形式,是空間天氣的主要擾動源,以太陽黑子為代表的劇烈太陽活動可能導致近地空間環境的劇烈變化,進而對人類的生產生活產生深遠影響.準確、高效地預報空間天氣有助于減少其對人類生產生活的影響.本文利用2010-2017年太陽動力學天文臺(Solar Dynamics Observatory, SDO)搭載的HMI儀器觀測的連續譜圖和磁圖數據,建立了基于壓...

基于守恒約束物理信息神經網絡的剛性化學動力學長時模擬————作者：方涵敏;黃文龍;王子寒;

摘要：剛性化學動力學方程在空間科學、大氣科學等領域具有重要意義.近年來,物理信息神經網絡(PhysicsInformed Neural Network, PINN)作為一種融合物理定律與深度學習的框架,被廣泛應用于求解各種偏微分方程.然而,在求解剛性化學動力學方程時, PINN將出現優化失敗,難以有效求解.為解決該問題,本文提出一種新的守恒約束PINN方法.該方法利用共享–分支網絡有效處理耦合問題,通過...

毅力號火星車礦物探測與樣品采集進展(2021-2024年)————作者：黃文博;曹海軍;辛艷青;曾小家;陳劍;劉平;蘇鳴宇;張睿澤;曲洪坤;石二彬;劉長卿;許學森;凌宗成;吳興;

摘要：美國NASA毅力號(Perseverance)火星車于2021年2月18日在杰澤羅(Jezero)撞擊坑(18.4°N,77.7°E)成功著陸,目前已運行近4年,取得了豐富的科學發現和研究成果.毅力號搭載的四臺光譜載荷(SuperCam, Mastcam-Z, SHERLOC, PIXL)為探測杰澤羅撞擊坑表面物質成分和潛在的生命遺跡提供了豐富的數據,有助于深入認識火星的物質成分、巖石成因及區域地...

火星富CO₂大氣環境下NaY沸石吸附分子污染物機制研究————作者：馮愛虎;戴潔燕;高旭;張青春;于云;

摘要：利用多孔沸石分子篩實時收集空間分子污染物,是解決在軌航天器空間分子污染的新方法.除高真空環境外,飛行任務階段的火星探測器還面臨特殊的富CO₂大氣環境.為了克服空間分子污染物對火星探測器的高靈敏分析儀及其他光學敏感部件造成的污染,同時降低分子污染物掩蓋潛在生命跡象或導致假陽性結果的可能性,需要驗證沸石分子篩是否可以應用于火星探測器.針對火星探測器面臨的特殊火星大氣環境,本文重點...

基于NRHO的月球全球定位系統星座研究————作者：晉守聰;程潏;劉磊;陳鋼;

摘要：針對未來月球探測與開發等任務對月球全球定位服務的需求,利用近直線暈軌道(NRHO)特殊的軌道空間幾何特性,提出了以地月系NRHO作為參考軌道的月球全球定位系統(LGPS).首先,考慮軌道分布、衛星數目、軌道尺寸等星座構型參數,設計了多個星座構型方案;然后,從可見星數目、月球全球覆蓋特性以及幾何精度因子(GDOP)等方面,分析了不同構型參數對LGPS星座導航性能的影響.仿真結果表明,與Halo軌道相...

旋轉體制微波散射計性能仿真和熱帶氣旋觀測研究————作者：董字名;徐星歐;劉璐;

摘要：高風速風場,特別是熱帶氣旋風場的散射計觀測長期備受關注.本研究針對我國業務化運行的兩種散射計——旋轉扇形波束體制散射計和旋轉筆形波束體制散射計,通過系統仿真方法分析其在不同風速條件下的后向散射系數測量精度和風場反演性能,并評估其對熱帶氣旋的觀測能力.參考現有在軌運行散射計參數得到的實驗結果表明,旋轉扇形波束體制散射計各觀測視數能夠取得更多獨立觀測樣本數,在20 m·s^–1以上...

電卡制冷技術研究現狀與空間應用展望————作者：常啟泰;黃玉龍;孟相朋;王定遠;白宜松;陳雪;

摘要：電卡制冷技術是一種新型的固態制冷技術,利用電卡材料在加電和去電過程的熵變實現制冷循環,具有高能效、輕量化、無制冷劑泄漏特點,在航天冷藏箱、空間可穿戴設備等領域具有巨大的應用前景.目前,空間熱電制冷技術存在電耗大、制冷系數低等問題,限制了該技術未來在航天工程中的應用.本文從電卡材料性能、電卡冷熱分離方法及電卡制冷器件三方面進行回顧和分析,介紹了電卡組分、形態、制備工藝、可靠性和穩定性方面的研究進展,...

基于高熱流密度芯片的金剛石歧管針翅散熱器傳熱特性實驗研究————作者：喬通;湯凱;郭元東;黃金印;劉金龍;黃亦龍;苗建印;林貴平;

摘要：微通道散熱器是解決高熱流密度功率器件的散熱難題的有效手段之一,本文設計并制造了一種適用于高熱流散熱的金剛石歧管針翅微通道散熱器.利用熱測試芯片作為模擬熱源,研究了該散熱器在基于氨工質的泵驅兩相流回路中的熱工性能.在1510 W·cm–2的局部熱流下,芯片熱源表面溫度為102.5℃,熱阻為0.151 K·W–1,壓降為1.1 kPa.研究了進口溫度、熱流密度、質量流量對散熱器熱阻和壓降的影響,發現在...

風云三號E星GNSS-R反演有效波高敏感性分析————作者：黃飛雄;夏俊明;尹聰;孫越強;白偉華;翟曉春;徐娜;陳林;胡秀清;

摘要：星載全球導航衛星反射遙感(GNSS-R)是一種利用導航衛星L波段信號前向準鏡面反射的新型海洋遙感技術.通過對比GNSS-R技術與其他微波遙感技術的異同,在測量方法上提出了兩種GNSS-R反演有效波高的技術路線.一種為基于GNSS-R歸一化時延波形前沿斜率的直接測量方法,另一種為基于GNSS-R海面粗糙度的間接測量方法.通過理論分析,結合風云三號E星實測數據,分析了兩種方法的可行性和敏感性.結果表明...

風云三號D星微波濕度計在臺風“摩羯”預報中的效果解析————作者：馮雨萱;何杰穎;馬剛;

摘要：2411號臺風“摩羯”于2024年9月登陸中國東南沿海地區,風云三號D星(FY-3D)微波濕度計(MWHS-II)成功監測到該臺風.本研究在天氣研究與預報模式數據同化系統(Weather Research and Forecasting model Data Assimilation system, WRFDA)中構建了晴空條件下FY-3D MWHS-II資料三維變分同化框架,通過設置118 GH...

基于多特征輸入深度學習的淺海水下地形SAR衛星遙感————作者：崔宜德;汪勝;于暘;劉桂紅;馬文韜;黃巖;楊濤;楊曉峰;

摘要：面向淺海地形高精度反演需求,改善光學遙感手段普遍存在的水質依賴性強和測深范圍有限的問題,研究以Sentinel-1衛星合成孔徑雷達(SAR)遙感影像為數據,提出了一種多特征輸入的深度學習淺海地形反演模型.研究數據包括2024年中國海南島東北部海域的6景SAR影像,其中4景用于模型訓練, 2景用于模型測試,參考真值為ETOPO的Ice surface elevation geotiff數據.反演模型...

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...

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≥...

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...

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...

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...

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...

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...

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,...

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