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全球电离层GNSS星座监测与仿真
1
作者 苟晓晨 于锡峥 +1 位作者 李磊 吴小成 《地球与行星物理论评》 2022年第5期597-604,共8页
太阳是引起电离层扰动的主要根源,而电离层暴等电离层扰动对短波通信、卫星导航等均有重大影响,实现全球电离层的精准探测对预报扰动非常重要.本文以全球电离层监测为目标,采用8×8颗轨道高度为1020 km的太阳同步轨道卫星组网,构成... 太阳是引起电离层扰动的主要根源,而电离层暴等电离层扰动对短波通信、卫星导航等均有重大影响,实现全球电离层的精准探测对预报扰动非常重要.本文以全球电离层监测为目标,采用8×8颗轨道高度为1020 km的太阳同步轨道卫星组网,构成电离层GNSS掩星星座,可实现全球电子密度、总电子含量(TEC)等电离层参数的同步监测.轨道仿真结果显示,2小时内采用2°×2°网格,300 km高度掩星点低、中、高纬度空间覆盖率可达31.83%、49.84%、75.25%,全球70%以上区域的水平分辨率优于200 km.同时,利用国际电离层参考(IRI)模型模拟磁暴期间全球电离层电子密度分布,结合轨道仿真数据,对该掩星星座的监测效果进行了验证.结果表明,该星座能够在2小时时间尺度上,监测全球电离层100~1000 km高度的电子密度、TEC等参数空间变化,水平分辨率200 km.结合现有地基和天基电离层观测数据,可为研究磁层—电离层耦合及电离层暴的全球尺度时空演化特性提供新的视野,为空间环境预报提供数据支撑. 展开更多
关键词 电离层暴 GNSS掩星 星座组网 轨道仿真
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月球南极沙克尔顿撞击坑周围电势和尘埃静电输运的理论分析
2
作者 赵呈选 甘红 +3 位作者 谢良海 王鹢 王永军 洪靖焱 《中国科学：地球科学》 CSCD 北大核心 2023年第10期2314-2322,共9页
近年来,月球南极地区因其特殊的光照条件以及撞击坑永久阴影区中可能存在的水冰而成为未来探测的焦点.沙克尔顿(Shackleton)撞击坑几乎位于月球南极点,已成为包括嫦娥七号任务在内的未来着陆任务最热门的目的地.然而,人们对该撞击坑周... 近年来,月球南极地区因其特殊的光照条件以及撞击坑永久阴影区中可能存在的水冰而成为未来探测的焦点.沙克尔顿(Shackleton)撞击坑几乎位于月球南极点,已成为包括嫦娥七号任务在内的未来着陆任务最热门的目的地.然而,人们对该撞击坑周围的电势和尘埃环境仍然知之甚少.本文建立了一个理论模型来研究撞击坑周围的月表电势和尘埃的静电输运.研究发现,由于地形遮挡,该撞击坑的底部会充负电,背风侧坑壁表面电位最低可至-175V.相应地,有大量带电尘埃颗粒会从背风侧坑壁发射出来,迁移高度可达10km,水平迁移距离约为40km,这使得撞击坑附近可形成局部尘埃云.通过数值模拟对地形遮挡和局部尘埃云进行了验证,发现撞击坑附近确实产生了局部尘埃云,典型尘埃密度为104~105m^(-3).研究结果对未来撞击坑附近月面探测的环境评估具有重要意义.此外,研究结果还有助于理解其他无大气天体的表面充电和尘埃静电输运过程. 展开更多
关键词 月球南极 月面撞击坑 太阳风等离子体 月尘 表面充电
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等离子体鞘层效应对磁层探测电场仪设计的影响
3
作者 刘吉 周斌 +3 位作者 李磊 冯永勇 张艺腾 叶建成 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期242-249,共8页
在空间环境探测中,卫星与等离子体的相互作用会改变背景环境的粒子和电位的分布,从而影响探测器对空间电场的测量.为了给磁层卫星电场探测仪器的研制和设计提供参考,本文以中国未来的磁层电离层探测为背景,针对不同轨道高度的等离子体环... 在空间环境探测中,卫星与等离子体的相互作用会改变背景环境的粒子和电位的分布,从而影响探测器对空间电场的测量.为了给磁层卫星电场探测仪器的研制和设计提供参考,本文以中国未来的磁层电离层探测为背景,针对不同轨道高度的等离子体环境,利用SPIS(Spacecraft Plasma Interaction Software)模拟了卫星平台和探针与等离子体的相互作用,从而得到了不同环境下卫星周围等离子体鞘层的厚度,以及探针电位与电流的对应关系.模拟结果表明:由于光电子和二次电子的影响,卫星鞘层的厚度小于等离子体的德拜半径,且温度越高其偏差越大;模拟得到的探针表面电流与电位的关系表明,施加偏置电流的探针可明显提高对电流扰动的抗干扰能力.此外,估计了不同轨道高度上探针处于最佳工作点时应施加偏置电流的大小. 展开更多
关键词 电场仪 偏置电流 等离子体鞘层 数值模拟
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基于太阳风暴的月球内部结构探测方法研究
4
作者 王广君 宋梦兰 +1 位作者 张艺腾 徐彩凤 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期12-19,共8页
月球探测是我国太空探测的重要任务,月球内部结构探测是其中一个重要的研究方向.以瞬变电磁法(transient electromagnetic methods,TEM)为基础,提出了一种基于太阳风暴的月球内部结构探测方法.该方法利用太阳风暴产生的磁场跃变作为使... 月球探测是我国太空探测的重要任务,月球内部结构探测是其中一个重要的研究方向.以瞬变电磁法(transient electromagnetic methods,TEM)为基础,提出了一种基于太阳风暴的月球内部结构探测方法.该方法利用太阳风暴产生的磁场跃变作为使月球内部产生极化的探测源,在太阳风暴作用下,月球内部介质极化产生感应磁场,通过对该磁场信号的探测和处理获得月球内部结构信息.对磁场跃变在月球内部的感应磁场信号进行正演模拟计算,并通过仿真实验验证了该探测方法的有效性和正演算法的正确性,为后续研究打下基础. 展开更多
关键词 太阳风暴 瞬变电磁法(TEM) 月球内部结构探测 正演模拟 仿真实验
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