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1. chinaXiv:201604.01067 [pdf]

太阳高能粒子(SEP)传播数值模拟中的太阳风背景场研究

魏稳稳; 沈芳; 左平兵; 秦刚; 杨子才
分类: 地球科学 >> 空间物理学

太阳高能粒子(SEP)事件是一类重要的空间天气灾害性事件,如能准确预报SEP事件,人们便可以采取必要的防护措施,保障卫星、星载设备以及航天员的安全,尽可能地降低经济损失.因此,其数值预报研究在空间天气预报研究中占有很重要的地位.SEP事件中的高能粒子在不同的时间尺度内被耀斑过程或者CME驱动的激波加速,并且在被扰动后的行星际太阳风中传输,这些过程都紧紧依赖于太阳风背景场.因此获取更加接近物理真实的太阳风背景场是模拟SEP事件的重要部分,也是提高SEP物理模式的关键因素之一.我们目前的工作基于张明等发展的SEP在行星际空间传播的模型,尝试将Parker太阳风速度解及WIND飞船观测的磁场实时数据融入模型中,研究不同的太阳风速度以及真实磁场分布对SEP在行星际空间中传播的影响.通过求解聚焦传输方程,我们的模拟结果表明:(1)快太阳风条件下,绝热冷却效应项发挥了更大的作用,使粒子能量衰减的更快,而慢太阳风对粒子的通量变化没有显著影响;(2)加入观测的磁场数据时,粒子的全向通量剖面发生了比较明显的变化,具体表现在:通量峰值推迟到达、出现多峰结构、各向异性也发生一些改变.分析表明真实磁场的极性对粒子在行星际空间中传播有着重要的影响.

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2. chinaXiv:201604.01062 [pdf]

基于RMAP机制的SpaceWire星载高速总线设计与实现

闫梦婷; 安军社; 龚泉铭
分类: 地球科学 >> 空间物理学

基于RMAP协议对SpaceWire高速总线进行了架构设计与实现。首先给出了SpaceWire高速总线的整体设计;其次对SpaceWire编解码器中的DS编码进行了优化;然后根据RMAP协议的基础要求,设计了RMAP SpaceWire总线的工作流程与实现方法;最后通过仿真平台对该设计进行仿真测试。仿真测试表明:设计实现了RMAP SpaceWire高速总线的基础功能,数据链路传输速度可以达到79.84 Mb/s。

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3. chinaXiv:201604.01058 [pdf]

GMSK+PN信号信噪比估计

石立国; 王竹刚; 熊蔚明
分类: 地球科学 >> 空间物理学

针对数传、测距一体化的调制方式高斯最小频移键控复合伪码测距(Gaussian minimum shift keying+pseudo-noise,GMSK+PN)信号的信噪比估计,提出了一种精度较高、复杂度较低的快速算法。该算法采用层状结构分解的方式,将信号分解为若干信号单元,对每一个分解的信号单元进行功率分配计算或信噪比估计,最后快速准确地计算出整个信号的信噪比。信噪比在1~13dB之间时,估计误差小于0.5dB。利用Simulink仿真工具,验证了该算法的有效性。

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5. chinaXiv:201604.01056 [pdf]

不同月球借力约束下的地月Halo轨道转移轨道设计

张景瑞; 曾豪; 李明涛
分类: 地球科学 >> 空间物理学

针对地月系L2点不同任务需求下的低耗能转移轨道设计问题,基于不变流形理论与混合优化技术,深入研究了不同月球借力约束与不同幅值Halo轨道的入轨点(简称HOI点)对转移轨道飞行时间与燃料消耗的影响,给出了HOI点选择策略。首先结合任务要求并考虑月球引力影响,在月球借力点施加不同约束条件,通过微分修正算法调整Halo轨道的稳定流形,设计月球到Halo轨道的转移轨道。采用遗传算法与微分修正算法相结合的混合优化策略,在同时考虑地球停泊轨道高度、倾角、升交点赤经与航迹角等多约束条件下,对燃料最优的地月转移轨道进行研究。最后,分析月球借力高度、借力方位角和不同HOI点对平动点转移轨道飞行时间与燃耗变化量的影响,对于考虑月球借力的地月平动点转移轨道设计与应用具有重要的参考价值。

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6. chinaXiv:201604.01055 [pdf]

基于铁基纳米晶带巨磁阻抗效应的磁强计设计

吕维维; 王劲东; 赵华
分类: 地球科学 >> 空间物理学

基于巨磁阻抗效应(GMI)的磁强计是近年来磁强计研究领域的热点. 相比其他类型磁强计, GMI磁强计具有微型化、高灵敏度、快速响应、高温度 稳定性和低功耗的优点. 本文以铁基纳米晶带材为敏感材料, 设计并实现了GMI 磁强计传感器与后续信号处理电路, 组成一台GMI磁强计. 实验结果表明, 该磁 强计在-25000~25000nT量程内灵敏度为0.176mV·nT-1, 满足实际弱磁场测量要求, 并且具有体积小及功耗低的特点, 有望应用于空间 探测等磁测量领域.

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7. chinaXiv:201604.01054 [pdf]

星载有效载荷自主探测管理方案设计与实现

梁耀明; 马苗; 王连国; 沈卫华; 朱岩
分类: 地球科学 >> 空间物理学

星载有效载荷在轨探测时需要在多种模式之间不断进行切换, 以便获得探测器 的最优工作状态. 每种模式切换时需要对有效载荷28个电子学前端电路、中子 采集与处理电路、触发单元电路、高压供电机箱及载荷数管进行多种工作状态 参数的配置. 为有效开展有效载荷探测工作, 提高有效载荷探测模式转换的灵 活性及降低模式切换时参数配置的复杂度, 对星载有效载荷在轨自主探测管理 技术进行研究, 并对探测器有效载荷的工作模式进行分析, 给出由地面规划 专家和星上自主探测执行机构相结合的基于事件驱动的有效载荷自主探测方案 设计和软件实现情况, 同时对自主探测中的可靠性措施进行了分析, 实现探测 器全天候、全时段、灵巧探测的功能, 并减少了对地面遥控注入的依赖.

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8. chinaXiv:201604.01053 [pdf]

大面积等离子体片分层现象的实验研究

夏俊明; 孙越强; 霍文青; 孙海龙; 白伟华; 柳聪亮; 孟祥广
分类: 地球科学 >> 空间物理学

为了研究大面积等离子体片的分层特性,利用脉冲磁约束线形空心阴极放电装置,在150 Pa氦气中产生了持续时间为200μs、面积为60 cm×60 cm的大面积等离子体片。采用快帧法和旋转空心阴极法利用郎缪尔探针首次获得了等离子体片分层时厚度方向电子密度分布及其演化构成的二维分布图;基于获得的二维分布图,研究了分层等离子体片厚度方向电子密度的分布特征与磁场强度和放电电流的关系。实验发现,等离子体片分层时厚度方向电子密度呈现双峰曲线分布特征;当放电电流为2 A,磁场强度为1.5×10-2,2.25×10-2,3×10-2T时,双峰间距分别为0,3.2,8.4 mm;当磁场为3×10-2T,电流为1,2,3,4 A时,双峰间距分别为8.6,8.2,6.8,5 mm。结果表明:分层等离子体密度峰值间距随着磁场的增强和放电电流的降低而增大。

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9. chinaXiv:201604.01052 [pdf]

一种改进的Kp指数现报模式

王庚; 罗冰显; 刘四清; 龚建村
分类: 地球科学 >> 空间物理学

在评估国际常用Kp指数现报模式Takahashi及其应用于中国地 磁台站效果的基础上, 提出了一种改进的地磁Kp指数现报模式, 其可以 有效识别地磁规则日变化的逐日变化特性, 反映地磁扰动的季节效应和地方时 效应, 从而提升了Kp指数现报的准确性. 采用Takahashi模式开发时所 使用的台站数据进行对比, 新模式将单站地磁Kp指数现报效率由0.77 提升至0.84, 多站联合Kp指数现报效率由0.88提升至0.92; 采用 2000-2006年北京十三陵台站(BMT, 磁纬29°N)数据进 行评估, Kp指数现报效率由0.70提升至0.80. 对Kp指数现 报结果的误差分析发现, 现报误差存在明显的地方时差异和一定的季节差异, 误差随扰动强度变化并在中强磁扰时最大. 利用SuperMAG的指数分析表明, Kp台站的经度不均匀分布会对现报效果造成一定影响.

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10. chinaXiv:201604.01051 [pdf]

地磁场磁力线可视化种子点选取的磁场强度线积分等分算法

高广大; 胡晓彦; 钟佳; 邹自明
分类: 地球科学 >> 空间物理学

将磁力线按流线进行绘制是地磁场可视化的通用方法. 磁力线种子点的选取 决定了绘制磁力线的疏密, 其疏密程度能否真实反映地磁场强度分布是评价地 磁场可视化效果的关键. 基于磁经圈均匀角度种子点选取算法绘制 的磁力线通常不能客观反映地磁场强度的空间分布, 针对这一不足, 提出一种等分磁场强 度线积分的磁力线种子点选取算法. 利用该算法对地磁场IGRF模型和T96模型 描述的地磁内外源场进行可视化绘制, 对磁力线追踪结果中出现的冗余磁力线 进行过滤, 统计分析了绘制磁力线的空间分布与地磁场强度空间分布的相关性, 结果表明该算法能够较好地实现对地磁场的可视化.

提交时间: 2016-04-22 点击量319下载量208 评论 0

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