太阳立体探测任务设想 被引量：6

1

作者 杨孟飞 汪景琇 +27 位作者 王赤 宗秋刚 张效信 代树武 邓元勇 冯学尚 王颖 朱成林 张也弛 张庆祥 沈锋钢 田百义 周文艳 李林凌 颜毅华 周桂萍 杨尚斌 熊明 张爱兵 何建森 田晖 李嘉巍 甘为群 夏利东 彭吉龙 黄长宁 姜杰 全林 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期859-871,共13页

太阳空间探测在太阳物理前沿科学问题研究和空间天气预报应用研究方面具有重要的意义.人类在60余年的太阳空间探测活动中,取得了一系列重要成果,但仍存在诸多根本性重大问题有待解决.太阳立体探测可以克服单视角观测的局限,获取全方位... 太阳空间探测在太阳物理前沿科学问题研究和空间天气预报应用研究方面具有重要的意义.人类在60余年的太阳空间探测活动中,取得了一系列重要成果,但仍存在诸多根本性重大问题有待解决.太阳立体探测可以克服单视角观测的局限,获取全方位、多要素的物理数据,促进解决太阳物理中的重大科学问题.本文介绍了太阳内部结构和磁场起源、太阳活动机理研究、太阳活动的全日球空间天气效应和空间天气预报模式研究4个科学目标,太阳立体探测任务空间布局、系统组成和探测器总体设计,以及太阳立体探测任务的有效载荷配置和主要技术指标. 展开更多

关键词 太阳物理 太阳立体探测 太阳活动 空间天气

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2017年5月磁暴过程及近地空间环境响应分析 被引量：6

2

作者 黄为权 万卫星 薛炳森 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期1051-1063,共13页

世界时间2017年5月27日15:37,地磁场开始发生强烈扰动,达到大磁暴水平.分析显示, 5月23日的日冕物质抛射(CME)在行星际空间形成磁云,其携带的行星际磁场南向分量持续12 h小于-10 nT,最小达到-20.71 nT.长时间强南向磁场分量与磁层顶地... 世界时间2017年5月27日15:37,地磁场开始发生强烈扰动,达到大磁暴水平.分析显示, 5月23日的日冕物质抛射(CME)在行星际空间形成磁云,其携带的行星际磁场南向分量持续12 h小于-10 nT,最小达到-20.71 nT.长时间强南向磁场分量与磁层顶地磁场相互作用,地磁场发生强扰动, SYM-H指数最小达到-142 nT.全球多个电离层台站监测到电离层扰动.综合电离层测高仪、TIMED-GUVI观测和模式同化TEC数据分析表明,此次电离层暴具有南北半球不对称性,大气成分(N2, O2)扰动很可能是此次电离层负暴的主要原因,赤道向热层风抬升或者O/N2的升高是正暴的可能原因.磁暴期间热层大气密度增加,引起低轨道航天器从29~30日开始轨道衰减速度显著加快,与HPI有很好的对应关系. 展开更多

关键词 磁暴 日冕物质抛射 电离层暴 轨道衰减

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隐形日冕物质抛射研究进展

3

作者 宋乔 叶茜 +2 位作者 杨书红 赵新华 王劲松 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2023年第5期1967-1977,共11页

日冕物质抛射(CME)是空间天气的主要扰动源之一.早期研究发现,在源区位于太阳正面的CME中有部分CME难以找到光球、色球和低日冕的源区观测特征,并得到近年来的多视角、多波段和高分辨率观测数据的证实,这类CME被称为隐形CME.本文梳理了... 日冕物质抛射(CME)是空间天气的主要扰动源之一.早期研究发现,在源区位于太阳正面的CME中有部分CME难以找到光球、色球和低日冕的源区观测特征,并得到近年来的多视角、多波段和高分辨率观测数据的证实,这类CME被称为隐形CME.本文梳理了隐形CME相关研究,尤其是最近十年的新进展.首先结合隐形CME的发现过程对隐形CME的定义进行了介绍,并分析了造成隐形CME现象的多种原因.随后归纳了隐形CME本身慢速、暗弱及其源区的大尺度、非活动区、光球磁场较弱、等离子体密度较低、初发高度较高等观测特点,以及隐形CME与冕洞、冕流等大尺度磁结构之间的联系.在此基础上,本文对隐形CME的物理本质、隐形CME相关数值模拟和动力学分析研究进行了介绍,并归纳讨论了隐形CME源区的太阳活动周变化以及目前隐形CME源区研究中待解决的问题.最后,本文讨论了CME源区预报方法,结合由隐形CME所导致的强地磁暴事件,分析了隐形CME的空间天气影响,并展望了新观测技术和仪器的发展为隐形CME研究提供的新机遇. 展开更多

关键词 空间天气 日冕物质抛射 太阳活动 太阳磁场

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地磁扰动期间低轨目标轨道预报的误差修正 被引量：5

4

作者 苍中亚 薛炳森 程国生 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期544-551,共8页

针对地磁扰动期间大气密度变化造成的低轨目标较大的轨道预报误差,提出一种根据POES卫星观测的极光能量注入数据改进短期轨道预报的方法。分析表明CHAMP卫星的沿迹大气密度及轨道衰减与极光能量注入具有较好的相关性。通过线性回归方法... 针对地磁扰动期间大气密度变化造成的低轨目标较大的轨道预报误差,提出一种根据POES卫星观测的极光能量注入数据改进短期轨道预报的方法。分析表明CHAMP卫星的沿迹大气密度及轨道衰减与极光能量注入具有较好的相关性。通过线性回归方法,建立轨道半长轴衰减及阻力调制系数的修正公式,并使用修正后的阻力调制系数取代两行元(TLE)中的该系数带入SGP4模型进行位置预报。该方案考虑了外推过程中地磁扰动引起的大气密度响应,能更准确地反映外推过程中大气阻力对轨道的影响。将其应用到2008年CHAMP卫星和国际空间站的轨道预报中,结果表明,半长轴和位置的预报误差可分别降低50%和30%左右。进一步对不同年份、不同轨道高度的目标进行了预报误差修正的分析,验证了该方法的普适性。 展开更多

关键词 轨道预报 地磁扰动 大气密度 线性回归

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地球等离子体层研究进展

5

作者 吕景天 张效信 +1 位作者 何飞 黄聪 《地球与行星物理论评（中英文）》 2023年第4期417-433,共17页

地球等离子体层作为内磁层的重要组成部分,在空间天气过程的发生和发展过程中都起着非常重要的作用.地球等离子体层是由上行电离层粒子被地球磁力线捕获而形成的圆环状冷的等离子体区域.等离子体层的外边界称为等离子体层顶,在该区域的... 地球等离子体层作为内磁层的重要组成部分,在空间天气过程的发生和发展过程中都起着非常重要的作用.地球等离子体层是由上行电离层粒子被地球磁力线捕获而形成的圆环状冷的等离子体区域.等离子体层的外边界称为等离子体层顶,在该区域的等离子体层密度在0.5个地球半径内下降了1~2个数量级.地球等离子体层结构的动态变化特征是空间环境扰动状态的指示器,其结构形态和动力学过程受地磁场和电场控制,而地磁场短期变化源于太阳活动引起的日地扰动.地磁暴期间等离子体层的大规模结构演化影响等离子体层中波的产生和传播,从而影响波-粒子相互作用,导致内磁层中电子和离子的空间分布发生变化,进而影响其它磁层和电离层过程.对地球等离子体层进行进一步研究,对揭示太阳风-磁层-电离层耦合过程中的质量输运和能量转移、空间天气预报等方面都具有重要的意义.本文对等离子体层和地磁活动的关系、等离子体层中的波、顶部电离层及等离子体层电子含量的变化规律和等离子体层模型等方面的研究进展进行了介绍.最后,我们还对等离子体层研究方面一些亟待解决的问题进行了展望. 展开更多

关键词 地球等离子体层 内磁层 地磁活动 太阳风

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太阳质子事件与太阳耀斑的关系 被引量：3

6

作者 乐贵明 王鸿雁 白铁男 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期437-443,共7页

通过对0°W-39°W,40°W-70°W,71°W-90°W经度范围内太阳质子事件与太阳耀斑的相关性计算分析,发现太阳质子事件与太阳耀斑的相关系数依赖于经度.太阳耀斑积分与地球磁链接区域(40°W-70°W)太阳质... 通过对0°W-39°W,40°W-70°W,71°W-90°W经度范围内太阳质子事件与太阳耀斑的相关性计算分析,发现太阳质子事件与太阳耀斑的相关系数依赖于经度.太阳耀斑积分与地球磁链接区域(40°W-70°W)太阳质子事件强度的相关系数最大.相关系数的这种特点与耀斑加速粒子的最大流量只出现在磁链接区域的特征相吻合.计算结果表明,太阳耀斑对太阳质子事件具有贡献,即耀斑对E≥10 MeV的质子加速有贡献.耀斑和CME在磁链接区域对太阳质子事件的贡献相同,这说明太阳质子事件是混合型事件. 展开更多

关键词 太阳耀斑 日冕物质抛射 太阳质子事件

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三频段太阳射电望远镜与空间天气 被引量：3

7

作者 耿立红 谭程明 +8 位作者 敦金平 章宏 贾彦辉 颜毅华 陈志军 马素丽 刘东浩 杜静 苏仓 《天文研究与技术》 CSCD 2018年第4期380-389,共10页

基于地基望远镜对太阳射电辐射流量进行长期监测是空间天气预报的一种重要手段,用来预报太阳活动引发的地球上的各种扰动。明安图和塔什库尔干两台新的三频段(10.7 cm,6.6 cm和3.3 cm)太阳射电望远镜将服务于我国的空间天气监测和预报,... 基于地基望远镜对太阳射电辐射流量进行长期监测是空间天气预报的一种重要手段,用来预报太阳活动引发的地球上的各种扰动。明安图和塔什库尔干两台新的三频段(10.7 cm,6.6 cm和3.3 cm)太阳射电望远镜将服务于我国的空间天气监测和预报,介绍了系统的结构和设计特性、双噪声源定标方法。系统稳定性优于1%(10 h),灵敏度优于1 sfu。展示了明安图太阳射电望远镜2017年试观测的初步结果。 展开更多

关键词 太阳射电辐射流量 望远镜 F10.7指数 定标 空间天气

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第23至24周太阳质子事件的统计特征 被引量：2

8

作者 白铁男 乐贵明 赵浩峰 《空间科学学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期649-658,共10页

第23至24太阳活动周(1997-2016年)期间太阳质子事件的强度统计分析表明,1997-2016年期间总共发生了128个太阳质子事件,其中峰值通量范围为10~99 pfu,100~999 pfu,1000~2999 pfu及>3000 pfu的事件分别占55.15%,27.94%,9.56%,7.35%.太... 第23至24太阳活动周(1997-2016年)期间太阳质子事件的强度统计分析表明,1997-2016年期间总共发生了128个太阳质子事件,其中峰值通量范围为10~99 pfu,100~999 pfu,1000~2999 pfu及>3000 pfu的事件分别占55.15%,27.94%,9.56%,7.35%.太阳质子事件的不对称性分析表明,不同强度太阳质子事件东西不对称性的程度不相同,其中1000~2999pfu事件的不对称性最强,而3000pfu以上事件的不对称性最弱.第23周期间,太阳质子事件主要发生在太阳活动周两个峰值之间和最大峰值之后的口时段,而第24周太阳质子事件主要发生在太阳活动周最大峰值之前. 展开更多

关键词 太阳黑子 质子事件 不对称性 太阳活动周

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基于活动区面积统计的F10.7指数预报方法 被引量：2

9

作者 叶茜 宋乔 薛炳森 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期582-590,共9页

太阳10.7cm射电流量(F10.7)是反映太阳整体活动的重要指标,其主要源头是日面活动区.F10.7指数与日面活动区具有显著的相关性,且不同面积的活动区与F10.7并不遵循相同的线性关系.为进一步提高F10.7预报的准确性,利用日面活动区面积与F10.... 太阳10.7cm射电流量(F10.7)是反映太阳整体活动的重要指标,其主要源头是日面活动区.F10.7指数与日面活动区具有显著的相关性,且不同面积的活动区与F10.7并不遵循相同的线性关系.为进一步提高F10.7预报的准确性,利用日面活动区面积与F10.7的相关性,依据面积大小分类,提出F10.7的预报公式并进行验证.采用2008-2018年SWPC(Space Weather Prediction Center)公布的活动区面积数据和CSWFC(Canadan Space Weather Forecast Center)公布的F10.7实测数据计算预报公式系数,利用高年(2003年)和低年(1997年)的F10.7预报验证其结果.研究结果表明,预报结果与实测值的相关系数分别为0.9318和0.9295,二者皆优于SWPC同时期的预报结果(相关系数分别为0.9186和0.8771).本研究首次基于活动区的变化预测了F10.7,提高了F10.7预测的准确性. 展开更多

关键词 F10.7预报 活动区面积 太阳预报

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第23太阳活动周热层大气密度对太阳辐射指数F_(10.7)响应的模拟研究 被引量：1

10

作者 唐成 李嘉巍 +2 位作者 张效信 王文斌 于超 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期704-714,共11页

利用NCAR-TIEGCM计算了第23太阳活动周期间(1996—2008年)400km高度上的大气密度,并统计分析大气密度对太阳辐射指数F_(10.7)的响应.结果表明,在第23太阳活动周内,大气密度的变化趋势与太阳辐射指数F_(10.7)的变化趋势基本一致,但是大... 利用NCAR-TIEGCM计算了第23太阳活动周期间(1996—2008年)400km高度上的大气密度,并统计分析大气密度对太阳辐射指数F_(10.7)的响应.结果表明,在第23太阳活动周内,大气密度的变化趋势与太阳辐射指数F_(10.7)的变化趋势基本一致,但是大气密度在不同年份、不同月份对太阳辐射指数F_(10.7)的响应存在差异.第23太阳活动周内太阳辐射极大值和极小值之比大于4,而大气密度的极大值与极小值之比则大于10.太阳辐射低年的年内大气密度变化不到2倍,而太阳辐射高年的年内大气密度变化可达2倍甚至3倍.大气密度与F_(10.7)指数在北半球高纬的相关系数比南半球高纬的相关系数大.在低纬地区,太阳辐射高年大气密度与F_(10.7)指数的相关系数比低年的大.不同纬度上,大气密度与太阳辐射指数F_(10.7)的27天变化值之间的相关系数都大于其与81天变化值之间的相关系数. 展开更多

关键词 热层大气密度 太阳辐射指数F_(10.7) TIEGCM 统计分析

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多方向μ介子通量一致性特征研究

11

作者 薛炳森 苍中亚 张吉龙 《空间科学学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期667-674,共8页

通过地面μ介子望远镜可以探测不同方向到达的宇宙线通量,得到从外空间入射的宇宙线受到不均匀结构的调制情况,判断CME的特征.通过分析,发现大地磁暴前Nagoya台站东向和南向的探测数据存在固定的2h时间差,认为这是由两个入射方向的宇宙... 通过地面μ介子望远镜可以探测不同方向到达的宇宙线通量,得到从外空间入射的宇宙线受到不均匀结构的调制情况,判断CME的特征.通过分析,发现大地磁暴前Nagoya台站东向和南向的探测数据存在固定的2h时间差,认为这是由两个入射方向的宇宙线粒子先后穿越CME结构引起的.分别计算了两个方向相同时间和南向相位后移2h后通量探测数据的相关系数,以及两种情形下通量差的变化幅度,定量描述了CME接近地球过程中两个方向通量的相关特征.通过比较发现,CME接近地球过程中,经过相位变换的两个方向的相关系数明显高于未经变换的情况,经过相位变换的两个方向的通量差幅度明显小于未经变换的情况;CME到达地球后,两种情形的相关系数和通量差幅度则趋于相同.对2003-2005年Kp=9的地磁暴事件的分析均发现了这种现象.对2006年12月14日大地磁暴前的μ介子通量特征进行了分析,也完全符合上述特征. 展开更多

关键词 Μ介子 多方向 相关分析 地磁暴

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一种NRLMSISE-00模型太阳辐射校正方法

12

作者 薛炳森 苍中亚 《空间科学学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期291-297,共7页

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F_(10.7)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... 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F_(10.7)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F_(10.7)被称为理想F_(10.7)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F_(10.7),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F_(euv)与MgⅡ,F_(10.7)等的对应模型,能够根据当日参数值计算F_(euv).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. 展开更多

关键词 热层大气密度 NRLMSISE-00模式 太阳紫外辐射 代理参数

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星载被动光学遥感大气风场探测技术进展综述 被引量：3

13

作者 冯玉涛 傅頔 +4 位作者 赵增亮 宗位国 余涛 盛峥 朱亚军 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期144-161,共18页

大气风场是表征整个地球大气系统动力学特征的重要参数,也是气象预报、空间天气、气候学等领域业务工作和科学研究必需的基础数据。被动光学遥感是大气风场测量领域的主要技术手段之一。本文综述了基于大气移动目标监测和大气光谱多普... 大气风场是表征整个地球大气系统动力学特征的重要参数,也是气象预报、空间天气、气候学等领域业务工作和科学研究必需的基础数据。被动光学遥感是大气风场测量领域的主要技术手段之一。本文综述了基于大气移动目标监测和大气光谱多普勒频移探测的两类天基被动光学大气风场测量技术的研究进展,主要介绍了云导风、红外高光谱水汽示踪、测风干涉仪和多普勒调制气体相关4种风场测量技术的基础物理原理和风速反演基本方法,根据每种星载被动光学测风技术体制分类及特点,介绍了代表性风场探测载荷技术研究进展及应用情况,探讨了星载被动光学大气风场探测技术的未来发展趋势。 展开更多

关键词 大气光学 大气风场 云导风 红外高光谱 测风干涉仪 多普勒调制气体相关

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F_(10.7)指数与Ap指数短期预报检验

14

作者 陈安芹 李沐 +3 位作者 郭建广 刘丹丹 唐伟 赵海娟 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期425-436,共12页

国家空间天气监测预警中心(NCSW)从2004年7月1日开始对用户提供空间天气预报服务,其中包括未来24 h,48 h和72 h的F_(10.7)指数和Ap指数预报.本文对2005-2022年NCSW的F_(10.7)指数和Ap指数的预报结果进行了检验.通过检验发现,NCSW预报的... 国家空间天气监测预警中心(NCSW)从2004年7月1日开始对用户提供空间天气预报服务,其中包括未来24 h,48 h和72 h的F_(10.7)指数和Ap指数预报.本文对2005-2022年NCSW的F_(10.7)指数和Ap指数的预报结果进行了检验.通过检验发现,NCSW预报的未来24 h,48 h和72 h的F_(10.7)指数平均比实测值偏小;未来24 h的Ap指数平均比实测值偏大,未来48 h和72 h的Ap指数平均比实测值偏小.太阳活动水平越高,F_(10.7)指数的预报误差越大;但是Ap指数预报误差最大值反而出现在太阳活动下降段.此外,通过与跟报模型、14天回归模型、14天回归修正模型、27天回归模型和27天回归修正模型等简单的统计预报模型对比发现,NCSW的预报性能整体优于简单的统计预报模型.对于F_(10.7)指数,NCSW的预报性能略好于跟报模型,明显好于4个回归模型,但是当太阳活动水平较高时,跟报模型未来72 h的F_(10.7)指数预报性能优于NCSW;对于Ap指数,多数情况下,NCSW的预报性能明显优于统计预报模型,但是地磁扰动剧烈时,27天回归模型预报的Ap指数反而比NCSW的预报更准确. 展开更多

关键词 空间天气 预报检验 F_(10.7)指数 AP指数

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地磁活动对气候要素影响的研究进展 被引量：4

15

作者 金巍 张效信 +5 位作者 宋燕 何飞 李丽光 于超 吕景天 肖子牛 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1276-1283,共8页

地磁活动是太阳爆发现象引起地球近地空间磁场扰动的重要空间天气过程之一.地球磁场的变化具有多种时间尺度,其中从数十年到数世纪的长时间地磁场变化主要是由地核磁场引起的,而从数秒到数年的短时间地磁变化与太阳活动有关.近年来,越... 地磁活动是太阳爆发现象引起地球近地空间磁场扰动的重要空间天气过程之一.地球磁场的变化具有多种时间尺度,其中从数十年到数世纪的长时间地磁场变化主要是由地核磁场引起的,而从数秒到数年的短时间地磁变化与太阳活动有关.近年来,越来越多的统计研究表明,地磁活动与太阳活动和地球气候变化之间存在着显著的相关性.地球磁场和地球大气系统的耦合现象驱动着人们探索地磁活动对地球天气和气候系统影响的研究.本文的目的就是综述国内外地磁变化对气候影响的研究进展,介绍我们最新的研究成果,探索地磁活动对气候要素的影响特征和可能机理过程,为深入研究地磁活动对地球天气和气候的影响提供基础和依据,以期对地磁活动和气候要素关系有进一步的认识. 展开更多

关键词 地磁活动 太阳活动 气候要素 空间天气 相关性

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用于空间科学研究的基于磁阻传感器的矢量磁强计 被引量：1

16

作者 于向前 李嘉巍 +14 位作者 肖池阶 黄聪 刘斯 王劲东 李云鹏 曲亚楠 王永福 陈鸿飞 邹鸿 施伟红 宗秋刚 陈晓飞 张效信 宗位国 王劲松 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期609-616,共8页

提出一种用于空间科学研究的基于低资源消耗各项异性磁阻传感器的矢量磁强计。该矢量磁强计的探测范围为±65000 nT,–3 dB带宽为DC~10 Hz的磁场波,噪声功率谱密度≤0.2 nT/Hz^(1/2)@1 Hz,非线性误差≤3.6‱,非正交性误差≤1.2‱。该... 提出一种用于空间科学研究的基于低资源消耗各项异性磁阻传感器的矢量磁强计。该矢量磁强计的探测范围为±65000 nT,–3 dB带宽为DC~10 Hz的磁场波,噪声功率谱密度≤0.2 nT/Hz^(1/2)@1 Hz,非线性误差≤3.6‱,非正交性误差≤1.2‱。该磁强计搭载运行于太阳同步轨道的风云三号气象卫星(FY-3E),在轨初步探测结果表明,该磁强计具备探测空间磁场扰动(例如极光椭圆区的场向电流(20~60 nT))的能力。 展开更多

关键词 低资源消耗磁阻传感器 矢量磁强计 空间科学应用

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利用混合模型LSTM-DNN进行全球电离层TEC map的中短期预报 被引量：5

17

作者 廖文梯 陈洲 +2 位作者 赵瑜馨 王劲松 唐荣欣 《航天器环境工程》 北大核心 2021年第3期281-286,共6页

近年来,基于深度学习技术的长短期记忆(long short-term memory,LSTM)网络相关预报算法在空间天气的预测方面得到广泛应用,但存在预测误差随时间堆叠的缺陷,因此只能进行有限的短期预测。为解决这一问题,文章将太阳风参数、太阳黑子数... 近年来,基于深度学习技术的长短期记忆(long short-term memory,LSTM)网络相关预报算法在空间天气的预测方面得到广泛应用,但存在预测误差随时间堆叠的缺陷,因此只能进行有限的短期预测。为解决这一问题,文章将太阳风参数、太阳黑子数、地磁活动水平指数Ap以及磁暴环电流指数Dst作为预报因子加入模型,建立一个基于LSTM和深度神经网络(deep neural networks,DNN)的混合模型来进行全球电离层TEC map的中短期预报。该模型可以明显减小时间递增对预测误差的影响。测试结果表明,相较于单独的LSTM模型,LSTM-DNN混合模型对24 h电离层预报准确率相近,对48 h电离层预报平均相对精度(RA)由79.30%提升到81.18%,对144 h电离层预报平均相对精度由64.97%提升到77.64%。 展开更多

关键词 电离层预报 总电子含量 长短期记忆 深度神经网络

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星载高层大气风场原位探测技术与测试分析

18

作者 王馨悦 杜丹 +4 位作者 张爱兵 刘超 孔令高 田峥 郑香脂 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1104-1112,共9页

采用平板型碳纳米管冷阴极作为电子发射体,基于电子发射材料的性能与几何特征,设计了以直流电子枪为结构基础的均匀场离子源,在栅极和阳极间设计聚焦极,阳极与电离区之间增加双层屏蔽栅网形成电场,对离子和电子产生区进行有效分离,确保... 采用平板型碳纳米管冷阴极作为电子发射体,基于电子发射材料的性能与几何特征,设计了以直流电子枪为结构基础的均匀场离子源,在栅极和阳极间设计聚焦极,阳极与电离区之间增加双层屏蔽栅网形成电场,对离子和电子产生区进行有效分离,确保出射电子束的能量单一且方向一致,并结合具有较高速度分辨率的阻滞势速度分析器,研制了可获取高精度中性风速的星载高层大气风场原位探测仪(SSTNWI)。仿真计算和对实物的测试分析表明,风速测量误差在平均风速100 m/s时仅为10%左右,高于“通信/导航中断预报系统”卫星(C/NOFS)的轨道风传感器,中性风速测不准引起的轨道预报误差可下降到优于1.0%,未来有望应用于火星等行星和地球卫星的大气探测任务。 展开更多

关键词 轨道风 高层大气 中性风 原位探测 风场探测

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风云三号C星GNOS北斗掩星电离层探测初步结果 被引量：4

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作者 杨光林 孙越强 +4 位作者 白伟华 张效信 杨忠东 张鹏 谭广远 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期36-45,共10页

利用风云三号卫星C星GNOS掩星探测仪电离层数据,分析了2013年10月FY-3C GNOS探测的北斗掩星电离层廓线分布,将2013年10月1日至2015年10月10日期间FY-3C GNOS观测的F_2层峰值电子密度(N_mF_2)与地面电离层测高仪观测结果进行对比,验证了F... 利用风云三号卫星C星GNOS掩星探测仪电离层数据,分析了2013年10月FY-3C GNOS探测的北斗掩星电离层廓线分布,将2013年10月1日至2015年10月10日期间FY-3C GNOS观测的F_2层峰值电子密度(N_mF_2)与地面电离层测高仪观测结果进行对比,验证了FY-3C GNOS北斗电离层掩星的探测精度.结果表明,FY3-C GNOS北斗电离层掩星与电离层测高仪探测的N_mF_2数据相关系数为0.96,平均偏差为10.21%,标准差为19.61%.在不同情况下其数据精度有如下特征:白天精度高于夜晚;夏季精度高于分季,分季精度高于冬季;中纬地区精度高于低纬地区,低纬地区精度高于高纬地区;BDS倾斜同步轨道(IGSO)卫星精度高于同步轨道(GEO)卫星和中轨道(MEO)卫星.FY-3C GNOS北斗电离层掩星与国际上其他掩星电离层数据精度的一致性对GNSS掩星探测资料的综合利用具有重大意义. 展开更多

关键词 掩星 全球导航卫星掩星探测仪 北斗卫星导航系统 电离层

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临近空间飞行平台青藏高原大气NO_(x)原位观测实验 被引量：2

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作者 王馨悦 杜丹 +2 位作者 闫召爱 张爱兵 胡雄 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第27期3348-3356,共9页

大气NO_(x)气体分析仪是中国科学院战略性先导科技专项“临近空间科学实验系统”“太阳风暴在临近空间环境的响应”任务的主载荷之一,是我国自主研发的原位探测临近空间大气NO_(x)的载荷,并已成功测量临近空间高空气球飞行路径NO、NO_(2... 大气NO_(x)气体分析仪是中国科学院战略性先导科技专项“临近空间科学实验系统”“太阳风暴在临近空间环境的响应”任务的主载荷之一,是我国自主研发的原位探测临近空间大气NO_(x)的载荷,并已成功测量临近空间高空气球飞行路径NO、NO_(2)、NO_(x)混合比.分析仪基于可见-紫外光谱吸收法原理,用动态流导法将飞行路径上1×103~1×10^(5) Pa的自然大气压缩至8×10^(4)~1×10^(5) Pa,构建了长期稳定的常压工作环境,把商用氮氧化物光谱仪的适用范围从地表拓展到高空.2019和2020年夏季,中纬度青藏高原大柴旦地区开展的两次高空气球科学实验均搭载了大气NO_(x)气体分析仪,实现了对流层5 km到平流层30 km大气NO_(x)的原位测量,并获取了青藏高原上空NO、NO_(2)、NO_(x)混合比的科学探测数据. 展开更多

关键词 大气NO_(x)气体分析仪 临近空间NO_(x)原位探测 临近空间科学实验系统 高空气球科学实验 青藏高原

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