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夜气辉对天基光学碎片探测的影响分析
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作者 邢必达 王后茂 +1 位作者 魏聪 郑昌文 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期842-848,共7页
设计并完成了夜气辉背景下的天基碎片观测试验,获取了综合谱段的观测数据。基于观测数据进行夜气辉的辐射特性及其对天基碎片探测的影响分析。结果表明,夜气辉辐射随纬度和高度呈现一定的分布特点,这些特点均符合夜气辉的理论分布规律... 设计并完成了夜气辉背景下的天基碎片观测试验,获取了综合谱段的观测数据。基于观测数据进行夜气辉的辐射特性及其对天基碎片探测的影响分析。结果表明,夜气辉辐射随纬度和高度呈现一定的分布特点,这些特点均符合夜气辉的理论分布规律。在约90 km处辐射最强,亮度可达到单位积分时间每平方角秒近15星等,这对恒星及碎片提取概率影响较大,其中,13等星的提取概率仅为40. 5%。 展开更多
关键词 夜间辉光 天基 光学探测 航天器
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GNSS-R/IR监测地表冻融状态对延迟多普勒波形和多路径数据影响分析 被引量:7
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作者 吴学睿 夏俊明 +1 位作者 白伟华 张兴刚 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期1059-1066,共8页
将GNSS-R/IR技术的应用领域拓展到地表冻融状态的监测中,本文利用冻融土混合介质介电常数模型计算土壤介电常数,采用双站全极化相干反射率模型和随机粗糙面散射模型,分别计算了经冻融土反射的GPS相干反射量的镜像反射率,以及GPS非相干... 将GNSS-R/IR技术的应用领域拓展到地表冻融状态的监测中,本文利用冻融土混合介质介电常数模型计算土壤介电常数,采用双站全极化相干反射率模型和随机粗糙面散射模型,分别计算了经冻融土反射的GPS相干反射量的镜像反射率,以及GPS非相干反射分量的漫散射特性。模拟分析了冻融转换时,GPS多路径信息(GNSS-IR)以及包含漫散射信号的延迟多普勒图(GNSS-R)的变化特征。理论研究表明冻融转换过程中,地表介电常数的变化导致GPS多路径信息和延迟多普勒图的明显变化。本文从散射机理上揭示了利用GNSS-R和GNSS-IR遥感进行地表冻融特性监测的理论依据。 展开更多
关键词 GNSS-R/IR 冻融地表 延迟多普勒图 多路径 双站全极化
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宽谱段高光谱成像仪星上波长定标方法 被引量:5
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作者 王咏梅 石恩涛 王后茂 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期47-53,共7页
高光谱成像探测仪在轨波长漂移和性能衰变是有效载荷在轨长期工作必须解决的问题。利用太阳辐射光谱和大气后向散射辐射光谱中特有的Fraunhofer吸收线可作为星上波长定标的基准。针对波长定标精度需求,优选出高精度的太阳参考光谱,用仪... 高光谱成像探测仪在轨波长漂移和性能衰变是有效载荷在轨长期工作必须解决的问题。利用太阳辐射光谱和大气后向散射辐射光谱中特有的Fraunhofer吸收线可作为星上波长定标的基准。针对波长定标精度需求,优选出高精度的太阳参考光谱,用仪器狭缝函数卷积后初选出87条Fraunhofer吸收线,并分析了由Fraunhofer吸收线分布非均匀性引起的系统误差,以及由仪器探测能力不同而产生的随机误差。综合最大偏差和RMS,确定了在满足定标精度优于0.01 nm的条件下,可用的76条太阳Fraunhofer线的精确位置。该研究为高光谱成像探测载荷在轨高精度波长定标奠定了基础。 展开更多
关键词 波长漂移 波长定标 太阳参考光谱 太阳Fraunhofer线 高光谱成像
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基于FY-3D电离层光度计数据开展夜间135.6nm辉光辐射强度对赤道环电流指数Dst的响应特性研究
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作者 江芳 毛田 +5 位作者 付利平 王劲松 胡秀清 贾楠 王天放 李叶飞 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2496-2505,共10页
远紫外气辉探测仪小型电离层光度计IPM于2017年11月15日随FY-3D卫星发射升空.IPM通过对地测量夜间O+和电子辐射复合产生的135.6 nm辉光辐射、白天光电子激发产生的OI 135.6 nm和N2LBH波段的辉光辐射,可以得到夜间电离层峰值电子密度、... 远紫外气辉探测仪小型电离层光度计IPM于2017年11月15日随FY-3D卫星发射升空.IPM通过对地测量夜间O+和电子辐射复合产生的135.6 nm辉光辐射、白天光电子激发产生的OI 135.6 nm和N2LBH波段的辉光辐射,可以得到夜间电离层峰值电子密度、电子总含量以及白天大气氧原子和氮分子的柱密度比O/N2等参数.本文基于IPM夜侧数据研究了在非极光区的中低纬度上,135.6 nm波段辐射强度在磁暴时与磁平静时的相对变化.研究表明,135.6 nm波段辐射强度极易受到磁暴影响发生扰动,对Dst指数响应十分敏感,即使是较弱的磁暴,135.6 nm波段辐射强度也会出现增强,辐射增强出现的时间与磁暴的主相与恢复相有很好的对应性;通过与IGS(International GNSS Service)提供的TEC比对研究表明,磁暴期间135.6 nm辐射增强并非仅由与电离层电子密度信息正相关的O+和电子辐射复合机制产生的辐射贡献引起;多个不同强度的磁暴事件研究表明,135.6 nm辐射强度在磁暴时相对平静时的增加量与Dst指数呈反比,即Dst指数越低,135.6 nm辐射强度的增加量越大,且纬度越高,135.6 nm辐射强度的增加量越大. 展开更多
关键词 DST指数 135.6 nm气辉辐射强度 峰值电子密度 电子总含量
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星载成像光谱仪退偏器的设计及测试 被引量:3
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作者 毛靖华 王咏梅 +3 位作者 石恩涛 张仲谋 王英鉴 江芳 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期272-280,共9页
为保证星载成像光谱仪测量结果的准确性,设计了双巴比涅退偏器。首先利用电磁波理论及光波传输理论分析了双巴比涅退偏器的工作原理,接着根据偏振光在双折射晶体中的传播公式设计出适当的该退偏器的楔角,最后搭建一套偏振测试装置,对研... 为保证星载成像光谱仪测量结果的准确性,设计了双巴比涅退偏器。首先利用电磁波理论及光波传输理论分析了双巴比涅退偏器的工作原理,接着根据偏振光在双折射晶体中的传播公式设计出适当的该退偏器的楔角,最后搭建一套偏振测试装置,对研制完成的双巴比涅退偏器的退偏性能进行测试。测试结果表明:该双巴比涅退偏器在-15~15℃入射角范围内具有较好的退偏性能。退偏器楔角选择6°时,能在不影响成像质量的前提下较好地对探测波段退偏,且退偏度不受方位角及频率的影响,退偏度优于99%。该退偏器具有退偏度高、透射比高、性能稳定、体积小等优点。由于测量系统误差,测量不确定度为0.00290。 展开更多
关键词 光学器件 伪退偏 双巴比涅退偏器 波动方程 星载成像光谱仪 退偏度
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两分两至点热层大气密度变化 被引量:1
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作者 李永平 孙越强 +1 位作者 王馨悦 付振宇 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期104-113,共10页
热层大气受太阳辐射的影响,其变化与光照时间长短密切相关,在春分、秋分、夏至、冬至期间呈现出不同的特点。通过在中国低轨道航天器上装载大气密度探测器,获得在轨原位探测数据,分析大气密度在两分两至点时的变化关系。结果表明,春分... 热层大气受太阳辐射的影响,其变化与光照时间长短密切相关,在春分、秋分、夏至、冬至期间呈现出不同的特点。通过在中国低轨道航天器上装载大气密度探测器,获得在轨原位探测数据,分析大气密度在两分两至点时的变化关系。结果表明,春分和秋分(两分点)期间全球热层大气密度随纬度对称性变化,但夏至和冬至(两至点)期间则呈现出全球热层大气密度的南北半球不对称性变化;两至点期间南北半球分别处于夏半球和冬半球,在南北高纬地区(纬度80°附近)670 km上空热层大气密度存在显著差异,探测值表示出3~3.6倍的差异,而在560 km高度上探测到两者差异可高达13倍左右,不对称程度与高度和纬度有关;探测值与模式值比较表明,模式值对冬夏半球上空热层大气密度差异变化显著响应不足。 展开更多
关键词 两至点(夏至、冬至) 热层大气密度 太阳远紫外辐射
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GNSS-R DDM波形仿真的时延与多普勒间隔研究 被引量:1
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作者 夏俊明 吴学睿 +8 位作者 白伟华 孙越强 骆黎明 杜起飞 王先毅 柳聪亮 孟祥广 赵丹阳 王迎强 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期456-463,共8页
DDM波形是GNSS-R技术用于反演地球物理参量的基本观测量,其仿真结果的可靠性直接影响GNSS-R的理论研究及项目工程参数设计。利用GREEPS仿真软件分析了时延间隔与多普勒间隔对DDM波形仿真结果可靠性的影响,得到了用于获取可靠DDM仿真波... DDM波形是GNSS-R技术用于反演地球物理参量的基本观测量,其仿真结果的可靠性直接影响GNSS-R的理论研究及项目工程参数设计。利用GREEPS仿真软件分析了时延间隔与多普勒间隔对DDM波形仿真结果可靠性的影响,得到了用于获取可靠DDM仿真波形的时延与多普勒间隔参数。研究表明,时延和多普勒间隔越小,DDM仿真波形与理论波形吻合度越高;当时延间隔取1/16个GPS L1 C/A码元、多普勒间隔取50Hz时,DDM仿真波形与理论波形几乎完全吻合,二者的相关系数大于0.99;时延间隔对DDM仿真波形峰值位置的影响远大于对峰值信噪比的影响;而多普勒间隔对DDM仿真波形峰值位置与信噪比的影响相当。 展开更多
关键词 GNSS-R 时延-多普勒波形 时延间隔 多普勒间隔 GREEPS
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地磁亚暴期间低高度ENA辐射事件的抵近观测与反演
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作者 路立 Susan MCKENNA-LAWLOR Jan BALAZ 《中国科学:地球科学》 CSCD 北大核心 2019年第5期838-847,共10页
2004年11月12日的系列地磁亚暴期间, TC-2卫星上的中性原子成像仪(NUADU)在飞临近地点附近的南、北极上空观测到低高度能量中性原子(ENA)辐射.通过对高时空分辨探测数据的反演,我们首次给出亚暴期间环电流能量离子沉降和注入过程的全球... 2004年11月12日的系列地磁亚暴期间, TC-2卫星上的中性原子成像仪(NUADU)在飞临近地点附近的南、北极上空观测到低高度能量中性原子(ENA)辐射.通过对高时空分辨探测数据的反演,我们首次给出亚暴期间环电流能量离子沉降和注入过程的全球视场展示,展示的时间分辨率高达1min.探测结果表明,观测到的ENA辐射主要来自低高度、高纬极区.由于沉降能量离子沿磁力线运动,在该区域通过电荷交换产生ENA的几率更大.因此,利用低轨道卫星探测高时间和高空间分辨率的ENA成像数据是监测地磁活动期间环电流离子动力学过程演化的最佳方法. 展开更多
关键词 低高度ENA辐射 ENA图像反演 投掷角分布 离子注入 离子沉降
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FY3D/GNOS大气掩星探测温度与TIMED/SABER探测温度和NRLMSISE00模式温度的比较
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作者 刘红珊 徐寄遥 +5 位作者 白伟华 何杰颖 孙龙昌 朱亚军 袁韦 高红 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期474-487,共14页
大气温度数据的精确探测对于研究中高层大气的结构特征和动力学过程具有重要意义.利用2019年1月至2021年12月共3年的FY3D掩星观测数据,借助TIMED/SABER探测数据和NRLMSISE00大气模式数据,对12~100 km范围内的大气温度数据进行比较.统计... 大气温度数据的精确探测对于研究中高层大气的结构特征和动力学过程具有重要意义.利用2019年1月至2021年12月共3年的FY3D掩星观测数据,借助TIMED/SABER探测数据和NRLMSISE00大气模式数据,对12~100 km范围内的大气温度数据进行比较.统计分析SABER-FY3D温度偏差(TSABER–TFY3D)和NRLMSISE00-FY3D温度偏差(TNRLMSISE00–TFY3D)及其随纬度、季节的分布和南北半球的差异.结果显示,三种温度数据随高度变化趋势是大体一致的,SABER-FY3D温度偏差在12~30 km高度范围内为正偏差(0~1.8K),随高度升高,温度偏差从30 km处的0 K增加到77 km处的-11.6 K.NRLMSISE00-FY3D温度偏差在平流层为正偏差(0~4.4 K),在中间层和低热层为负偏差(-2~0 K).两种温度偏差随纬度和季节都存在明显的变化特征.60 km以下,SABER-FY3D温度偏差在低纬地区较小(-3.8~1.8 K),高纬地区较大(-12~1.6 K),夏季较小(-0.5~2.2 K),冬季较大(-6.2~1 K);NRLMSISE00-FY3D温度偏差正好相反,在高纬地区较小(-1.6~2.4K),低纬地区较大(-3.9~6.1 K),冬季较小(-2~2.2 K),夏季较大(-1.3~7.1 K).两类月平均温度偏差的零偏差线所在高度在南北半球均存在春夏季节较高,秋冬季节较低的特征.冬季40~60 km高度区域内,北半球的SABER-FY3D平均温度负偏差比南半球的明显. 展开更多
关键词 FY3D大气掩星温度 温度偏差 季节变化 纬度变化
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地球磁层软X射线信号的辐射特性研究
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作者 孙天然 张颖洁 +3 位作者 韦飞 彭松武 尧中华 王赤 《地球与行星物理论评(中英文)》 2023年第5期541-557,共17页
太阳风-磁层耦合和地球空间的动力学过程是空间天气的基本驱动要素,在系统尺度上认知这些过程对于空间物理和空间天气的研究至关重要.太阳风电荷交换(solar wind charge exchange, SWCX)机制的提出,为磁层大尺度特性研究提供了一种全新... 太阳风-磁层耦合和地球空间的动力学过程是空间天气的基本驱动要素,在系统尺度上认知这些过程对于空间物理和空间天气的研究至关重要.太阳风电荷交换(solar wind charge exchange, SWCX)机制的提出,为磁层大尺度特性研究提供了一种全新的探测方式,即地球磁层的软X射线成像. SWCX发生在太阳风中的高价态重离子(例如C^(6+)、N^(7+)、O^(7+)、O^(8+)等)和中性原子或分子(例如地球空间中的中性氢原子,日球层中的中性氢原子和氦原子,彗星和其它行星上的水分子、CO_(2)等)发生碰撞时.太阳风离子得到一个或多个电子后进入激发态,随后在回到基态的过程中释放出一个或多个软X射线波段的光子.地球磁层的SWCX软X射线辐射主要发生在日侧的磁鞘和极尖区,因此利用软X射线大范围成像技术可以对磁层进行远距离全景成像,从而在大尺度上认知太阳风-磁层相互作用的基本模式.在此背景下,中欧联合空间科学卫星计划太阳风-磁层相互作用全景成像卫星(Solar wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer, SMILE)得到立项和实施. SMILE卫星将针对日下点附近区域的磁层顶、弓激波、部分极尖区和地球极光进行成像探测,同时对太阳风等离子体和磁场进行原位测量. SMILE卫星计划于2024—2025年发射.本文将阐述地球磁层软X射线辐射的机制、回顾磁层软X射线辐射观测证据及辐射特性方面的研究、总结磁层信号的模拟仿真进展、介绍磁层成像探测计划,并提出未来行星磁层软X射线成像探测的概念. 展开更多
关键词 太阳风-磁层耦合 X射线成像 数值模拟
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低轨卫星星载GNSS反射事件模拟分析 被引量:4
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作者 柳聪亮 白伟华 +3 位作者 夏俊明 孙越强 孟祥广 杜起飞 《武汉大学学报(信息科学版)》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期826-831,839,共7页
基于低轨(low earth orbit,LEO)卫星星载GNSS反射事件的数学判据,分别用BDS、GPS、Galileo、GLONASS和4系统耦合GNSS星座模拟信号源,仿真分析了LEO卫星轨道高度、轨道倾角、下视天线视场角等参量对反射事件数量和时空分布的影响;进而... 基于低轨(low earth orbit,LEO)卫星星载GNSS反射事件的数学判据,分别用BDS、GPS、Galileo、GLONASS和4系统耦合GNSS星座模拟信号源,仿真分析了LEO卫星轨道高度、轨道倾角、下视天线视场角等参量对反射事件数量和时空分布的影响;进而研究了用上述4大GNSS系统进行GNSS反射信号遥感技术(GNSS reflectometry,GNSS-R)探测对接收机通道数量的需求。统计结果表明:LEO卫星轨道越高,天线视场越大,反射事件越多,镜面反射点分布越稠密;轨道倾角越小,反射事件镜面点越趋于赤道地区分布;GNSS-R接收机所需通道数随LEO卫星轨道高度和下视天线视场范围增大而增加;而LEO卫星轨道倾角变化对通道数需求影响不明显。研究结果对GNSS-R低轨卫星系统设计具有一定的理论参考价值。 展开更多
关键词 GNSS-R 反射事件 镜面反射点 轨道参数 天线视场 接收机通道
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中高层大气密度研究态势及热点分析 被引量:3
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作者 闫亚飞 李永平 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期141-151,共11页
中高层大气在日地空间环境中起着承上启下的作用,同时也是热层、电离层和磁层耦合研究的重要领域,而中高层大气密度是大气环境的重要参数,是当前空间科学研究的热点,因此国内外学者开展了大量的研究工作。基于文献计量学的视角,分析了... 中高层大气在日地空间环境中起着承上启下的作用,同时也是热层、电离层和磁层耦合研究的重要领域,而中高层大气密度是大气环境的重要参数,是当前空间科学研究的热点,因此国内外学者开展了大量的研究工作。基于文献计量学的视角,分析了中高层大气密度研究的发展历程、主要研究国家、重点机构、资助基金和研究热点。通过分析可以看到,中高层大气密度研究领域年度发文呈现波动上升趋势,全球整体发文趋势受美国、德国、中国、法国和英国5个主要国家的影响较大。美国在该领域的研发机构数量非常多,尤其是美国科罗拉多大学和美国国家航空航天局科研实力雄厚,且相互之间科研合作非常密切。中国进入该领域较晚,但发展迅速,研究队伍、研究成果和基金数量进步明显,已经开展了神舟飞船、APOD(Atmospheric density and Precise Orbit Determination)卫星、天宫实验室、气象卫星等重大项目的大气密度探测,获取了大量高精度实测数据。目前该领域的研究热点主要集中在中高层大气密度多手段探测、高精度大气模型建立及大气密度预报等方面。 展开更多
关键词 中高层大气 大气密度 日地空间环境
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基于GNSS掩星资料的风云卫星微波载荷产品质量验证与分析 被引量:1
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作者 高超 何杰颖 +1 位作者 胡艳冰 柳聪亮 《上海航天(中英文)》 CSCD 2021年第5期104-113,共10页
聚焦新一代国产极轨气象卫星微波载荷和全球导航卫星系统(GNSS)掩星临边观测的探测机理,及其各自仪器的性能指标和在轨运行的特点,利用2019年1月1日到12月31日的全球数据,开展基于GNSS掩星资料的风云气象卫星微波观测亮温对比和反演廓... 聚焦新一代国产极轨气象卫星微波载荷和全球导航卫星系统(GNSS)掩星临边观测的探测机理,及其各自仪器的性能指标和在轨运行的特点,利用2019年1月1日到12月31日的全球数据,开展基于GNSS掩星资料的风云气象卫星微波观测亮温对比和反演廓线产品质量检验研究。在匹配数据时间分辨率为30 min和经纬度分辨率为0.5°的情况下,亮温偏差小于5 K,大气温湿度探测精度分别为1.92 K和22.8%,同时分析了2019年青藏高原地区大气温湿度的时空分布规律。结果表明:风云气象卫星微波辐射计具有全球全天候探测大气温湿度的功能,在近地面具有丰富的反演数据,而对于GNSS掩星探测资料,3 km以上探测精度优于微波湿度计,近地面数据较少,两者联合,既可以互相补充和验证,又能以青藏高原为例,分析长时间序列气象和气候数据,为后续的气候研究提供基础数据集。 展开更多
关键词 气象卫星 微波载荷 掩星 大气温湿度 青藏高原
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超低轨道热层大气密度原位探测
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作者 李永平 朱光武 +3 位作者 郑晓亮 艾讲赵 闫亚飞 周建华 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1875-1882,共8页
超低轨道(VLEO)由于其轨道较低,在该轨道运行的航天器在对地观测、科学研究方面具有独特优势,但对该轨道的大气密度变化特性认知不足。在阐述国内外超低轨道大气密度原位探测发展历史及现状的基础上,总结了现有超低轨道大气密度原位探... 超低轨道(VLEO)由于其轨道较低,在该轨道运行的航天器在对地观测、科学研究方面具有独特优势,但对该轨道的大气密度变化特性认知不足。在阐述国内外超低轨道大气密度原位探测发展历史及现状的基础上,总结了现有超低轨道大气密度原位探测技术,对中国超低轨道大气密度原位结果进行了初步分析和讨论。结果表明:在2020年10月空间环境平静期,250 km和350 km高度大气密度相差一个量级;升降轨期间,超低轨道大气密度每千米分别下降0.025×10^(-12) kg/m^(3)和0.041×10^(-12) kg/m^(3),均小于模式值的0.5倍;北纬40°时,处于午夜的升轨段(约250 km)大气密度是处于正午的降轨段(约420 km)大气密度的11.2倍,高度的影响大于地方时的影响;不同纬度下,实测日均值和模式日均值的比值从高纬的0.49降为低纬的0.39,模式值偏大。在超低轨道上,实测值总体上比模式值小,可为大气物理研究和应用研究提供基础数据。 展开更多
关键词 大气密度 超低轨道(VLEO) 大气环境 原位探测 大气模式 数据分析
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应用于空间粒子探测的Si-PIN传感器电子辐照测试
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作者 孙莹 王风 +5 位作者 张珅毅 荆涛 杨垂柏 沈国红 张焕新 闫雪梅 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期932-937,共6页
长期的高能电子辐照会对Si-PIN传感器探测性能造成影响,为了考核应用器件耐电子辐照能力,采用电子辐照源模拟空间电子环境对半导体传感器进行辐照试验.试验结果表明:传感器在接收7.64×10M辐照剂量情况下,传感器能量响应能力未发生... 长期的高能电子辐照会对Si-PIN传感器探测性能造成影响,为了考核应用器件耐电子辐照能力,采用电子辐照源模拟空间电子环境对半导体传感器进行辐照试验.试验结果表明:传感器在接收7.64×10M辐照剂量情况下,传感器能量响应能力未发生改变,计数效率稍有下降;随着辐照剂量的增大,虽然传感器漏电流不断增大,但是噪声水平较平稳,传感器的性能不影响载荷工作指标. 展开更多
关键词 高能电子 半导体传感器 辐照 噪声
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