走近天文之二 理解星座的真面目

<正>1引言星座可以说是天文学的起点,古代天文学家用星座来跟踪日月星辰的运行规律,告诉我们时间历法。在这个过程里,古人还编织了非常生动有趣的星座故事,如今通过这些故事,我们可以理解究竟星座是怎么回事儿。通过破解占星术的秘密,我们还可以理解古人对于天文现象的疑问,思索我们和宇宙之间的联系。"生日星座"(星宫)是一种时尚文化,在大多数解读中误解了它和天上星座之间的关系,笔者通过溯     

卫星组网可视化仿真系统设计与实现

卫星组网是满足未来空间通信需求的有效方式,为实现空间卫星组网的可视化,设计了一种卫星组网可视化仿真系统;系统由星座设计分系统、星座覆盖性能分析分系统、数据处理分系统和可视化分系统组成;在组网过程中,首先在星座设计分系统中设置星座的参数,根据轨道参数模型计算出星座中每颗卫星的轨道参数,并将计算结果输出给星座覆盖性能分析分系统,完成对纬度、区域和全球覆盖效果的分析、评估和显示;仿真结果表明:系统能够对卫星组网进行实时计算和显示,计算精度比STK仿真软件提高12%,系统运行稳定,界面良好。     

地月平动点导航星座的概要设计与性能分析

研究应用地月平动点轨道的深空导航星座的概要设计问题.首先,建立三体平动点动力学模型,给出计算平动点周期轨道族的微分校正算法,并介绍周期轨道的稳定性因子概念;然后,定义有效覆盖概念,分析实现有效覆盖的平动点导航星座的相关要素,给出设计步骤;在此基础上,分别从轨道选择、空间覆盖率、几何精度衰减因子、导航信号传输、导航精度等角度,对平动点导航星座进行设计、分析与估算,以全球定位系统为参照,通过综合对比分析,全面论证平动点导航星座的可行性,并给出技术指标与性能.研究表明:采用所设计的地月L3平动点Vertical轨道的5星星座可为地月空间各种飞行器提供有效覆盖的导航服务,在不考虑星座卫星等误差因素情况下,导航精度可优于10 m,并可随导航卫星数目增加而进一步提高.     

巴比伦天文学家使用抽象的几何学追踪木星

正古代巴比伦天文学家可能已经使用几何学计算夜空中木星的运动,这意味着他们对应用数学的理解比历史学家此前所想象的要复杂得多。这是柏林洪堡特大学天文学—历史学家Mathieu Ossendrijver的结论。他对5块巴比伦石碑的分析表明,巴比伦人能够在抽象的意义上应用几何学,而不是仅仅用它来测量物理空间。Ossendrijver已破译的一块楔形文字石碑保存在     

中外星座文化漫谈(下)

<正>南天星座的发现与命名1602年,丹麦天文学家第谷恢复了被托勒密丢弃的后发座。在15世纪末地理大发现时期,欧洲一些探险家到了非洲南端,17世纪更开始了环绕地球的航行,人们逐渐认识了南天的星空。在1595~1597年,荷兰探险家皮特·凯瑟与弗雷德里克·豪特曼前往东印度(今印度尼西亚一代),在经过南大西洋、好望角、南印度洋一带海域时,他们看到南天闪烁着许多无名恒星。后来,他们把这些星星划分成12个星座标注在星图上(后世称"航海     

基于STK的BDS星座仿真和性能分析

利用卫星仿真工具包(STK)设计和建立了北斗卫星导航系统(BDS)的全球星座。在此基础上,选取南北半球不同经纬度的11个城市作为观测点,分别获得了BDS和全球定位系统(GPS)的可见星数和几何精度衰减因子(GDOP)的值,并按照5°×5°的空间分辨率,仿真了全球范围内BDS和GPS的可见星数和GDOP值。仿真结果表明,全球星座的BDS具有与GPS同样优良的导航性能,其在亚太地区的性能甚至更优于GPS,完全可以为用户提供高性能的满足所需导航性能(RNP)的导航服务。     

基于抽样理论的改进型星座覆盖分析方法

针对传统网格点方法在分析星座对目标区域的覆盖性能时,存在着计算效率不高的问题,利用抽样理论中借助样本统计量对总体参数进行估计的思想,对传统网格点方法加以了改进;通过分析星座对目标区域内所有网格点的覆盖情况与网格点经纬度之间的关系,确立了对所有网格点构成的总体采用先分层后随机的抽样方式,并分析了层的划分和样本量在各层的分配;根据不同指标的统计特征,给出了不同星座覆盖性能指标的估计方法和不同精度条件下总样本量的计算过程,并建立了改进网格点法的实施流程;最后利用改进方法计算了仿真时段内北斗卫星导航系统对某一地面区域的平均PDOP值,通过与传统网格点方法的仿真结果进行比较并对仿真数据进行分析,证明了该改进方法在保证计算精度的同时,有效地提升了计算效率。     

九十年代大型天文望远镜概述

 我国在两千年前已发明圭表来观测太阳,以后又发明地平、赤道和黄道经纬仪、象限仪、简仪、浑仪和天球仪等。这说明我国在很早就进行了天文研究,用以指导人们的生产和生活。     

基于三维荧光技术的艾比湖流域地表水盐分快速诊断研究

如何快速获取干旱区地表水盐分含量是干旱区绿洲地表水有效管理的关键问题。研究以艾比湖流域为研究区,三维荧光光谱技术为诊断手段,利用荧光激发发射矩阵(EEM)结合平行因子分析(PARAFAC)法,提取艾比湖流域地表水水体荧光组分,构建干旱区地表水三维荧光光谱指数。通过线性回归方法,建立基于三维荧光光谱技术的地表水盐分含量的诊断模型。结果表明： (1)艾比湖流域地表水溶解性有机质含有四种荧光组分即： 微生物腐殖质(C1),腐殖酸等有机物质(C2,C4),蛋白质类有机物质(C3)。(2)通过三维荧光指数分析发现,流域地表水有机污染类型为“陆源型”,受人类干扰比较严重,水体有机污染差异较大,且三维荧光指数、荧光组分分别与地表水水体含盐量呈显著相关性,W2,W4,W7,F355,HIX和BIX与水体盐分含量的关系显著,0.516<r<0.915,其中HIX与水体盐分含量呈明显负相关,相关系数r为-0.57。(3)利用三维荧光指数和荧光组分建立水体盐分估算模型,模型拟合系数大于0.7,模型验证精度符合统计学要求,估算模型的RPD值均大于1.4,模型估算能力较强。因此,基于三维荧光光谱技术实现艾比湖流域地表水水体含盐量诊断研究是可行的。该研究不仅探讨了干旱区艾比湖流域地表水三维荧光的特点,而且将为三维荧光应用于干旱中亚地区地表水有机污染监测提供一定的科学依据。     

仰观星座:知晓地转星移

<正>自古以来,深邃的星空时常引起人们无限的遐想,激发人们去探索宇宙的奥秘。人们通过长期观测星空,获得了无数的天文发现,不断拓展人类的宇宙视野。在自然科学门类中,天文学是最早发展起来的,这是一门主要以观测为基础的科学。由于天文学家研究的对象是距离不同、性质各异的各种天体,因此只能依靠不断发展的观测手段来探索,而不像其他自然科学,可在实验室里进行分析研究。为了进行天文观测,首先要学会认识星空,识别天体;而认识星空最好的办法是熟悉星座。许多星座涉及一些古今中外的星空文化,涉及一些著名的恒星,例如北斗七星、北极星、天狼星、心宿二、大角、织女、牛郎、猎户三星、参宿四……"九层之台,起于累土,千里之行,始于足下。"对于刚入门的爱好者来说,最初的学习内容,应该首先认识四季星空、     

基于TDMA的星间链路时隙分配设计与仿真评估

基于TDMA的星间链路体制组网灵活,传输效率高,已成为今后星间链路的一种发展趋势。对于TDMA的星座网络而言,其时隙分配是影响业务时延的重要因素,本文就一种双层混合型星座提出了一种时隙分配方案,并对星座网络的传输进行了仿真,分别从广播和单播两种业务的角度针对星间链路传输性能的时延指标进行了评估分析。     

中外星座文化漫谈(上)

<正>天上的街市:中国星座简说"远远的街灯明了,好像闪着无数的明星。天上的明星现了,好像点着无数的街灯。我想那飘缈的空中,定然有美丽的街市。街市上陈列的一些物品,定然是世界上没有的珍奇。你看,那浅浅的天河,定然是不甚宽广。那隔河的牛郎织女,定能够骑着牛儿来往。我想他们此刻,定然在天街闲游。不信,请看那朵流星,那怕是他们提着灯笼在走。"——郭沫若:《天上的街市》     

Walker-δ星座轨道间激光链路的稳定性研究

根据walker-δ星座中相邻轨道卫星的相位差,引入轨道间激光链路连接参数K,建立参考卫星固联坐标系中目标卫星运动方程,得到不同轨道卫星之间方位角、俯仰角和距离(AER)的解析表示式.进而求出AER及其变化率极值的数值解.其中相邻轨道卫星的方位角变化率和变化范围都远大于俯仰角,对激光链路稳定性影响较大;方位角最大变化率同最小距离成反比,在极端情况下会超出激光通信终端跟踪范围导致链路中断.综合轨道间激光链路的稳定性和网络拓扑结构的复杂程度,得出相对连接相位为O是激光链路的低轨卫星星座连接配置方式.     

基于ROADM级联的概率成型光传输方法北大核心CSCD

针对概率成型双偏振64-正交幅度调制相干光传输系统,实验研究了可重构光分插复用器(reconfigurable optical add-drop multiplexer,ROADM)级联引起的带宽变窄对系统比特级可实现信息速率(bit-wise achievable information rate,BW AIR)的影响。发射端采用基于麦克斯韦玻尔兹曼分布的3个概率成型分布信号。实验装置包括概率成型符号序列的产生、模拟ROADM级联引起整体频率响应带宽变窄的可变带宽光滤波器、简化检测和BW AIR计算。结果表明:对于不同的星座熵,带宽变窄的影响是相似的;对于给定光信噪比,产生最大BW AIR的星座熵取决于ROADM级联导致带宽变窄的程度。通过选择合适的概率成型星座分布,系统可获得最大化BW AIR。     

适用宇航智能交互场景的混合现实技术研究

针对传统网格点方法在分析星座对目标区域的覆盖性能时,存在着计算效率不高的问题,利用抽样理论中借助样本统计量对总体参数进行估计的思想,对传统网格点方法加以了改进。通过分析星座对目标区域内所有网格点的覆盖情况与网格点经纬度之间的关系,确立了对所有网格点构成的总体采用先分层后随机的抽样方式,并分析了层的划分和样本量在各层的分配。根据不同指标的统计特征,给出了不同星座覆盖性能指标的估计方法和不同精度条件下总样本量的计算过程,并建立了改进网格点法的实施流程。最后利用改进方法计算了仿真时段内北斗卫星导航系统对某一地面区域的平均PDOP值,通过与传统网格点方法的仿真结果进行比较并对仿真数据进行分析,证明了该改进方法在保证计算精度的同时,有效的提升了计算效率。     

基于多光谱数据的永定河流域植被生物量反演

用传统研究植被生物量实测的方法不仅耗时费力,而且由于影响因子不易确定会导致预估精度不高。选择永定河流域河北——北京段为研究区域,以该地区2009年7月20日的TM影像数据为数据源,结合当地分辨率为30米的数字高程模型(digital elevation model,DEM)数据和其他相关辅助解译资料,并借助全站仪等高精度测量仪器进行外业调查,归纳出永定河地区遥感因子与植被生物量可能存在的函数关系,通过多元线性回归分析遥感影像因子并建立反演模型,最后将反演模型进行精度分析。通过将实测值和预测值分析对比,得出反演模型总体相对误差为-0.025%,平均相对误差为-0.016%,总体预估精度高达84.56%。模型的建立可对大范围流域生态环境因子进行及时、快速、准确地调查,为永定河生态环境问题诊断提供实验数据。     

低轨四星时差定位技术研究

文章重点分析影响低轨四星时差定位系统精度的主要因素;首先,从四星时差定位的基本原理出发,对四星时差定位的模型和几何精度因子进行了详细的推导,并通过仿真分析了四星构型、时差测量精度、卫星位置误差、基线长度、星座投影面积等对四星时差定位系统精度的影响;通过比较可知,在相同参数条件下,采用Y形构形,减小时差测量误差、提高卫星定位精度、增加基线长度,增大星座投影面积均等均能够提高该系统的定位精度;在低轨四星定位系统应用场景中,四星构型、卫星绝对位置测量精度、基线长度以及星座投影面积对四星时差定位系统精度影响较大,时差测量精度和卫星相对位置测量精度对四星时差定位系统精度影响较小;而在实际任务中应权衡各因素的效费比,来保证定位精度。     

兰州大学简介

<正>兰州大学坐落在古丝绸之路重镇、"一带一路"重要节点城市兰州,是教育部直属的全国重点综合性大学,是国家"985工程""211工程"重点建设高校之一,是国家"双一流"建设高校之一。学校创建于1909年,其前身是清末新政期间设立的甘肃法政学堂。1928年扩建为兰州中山大学,1945年定名为国立兰州大学。新中国成立后,兰州大学迅速发展壮大,在高等学校院系调整中,被确定为国家十四所综合性大学之一,成为国家     

一种基于星座恢复的相干光OFDM系统非线性抑制方法

鉴于相干光正交频分复用系统（CO-OFDM）易受非线性效应影响,严重制约系统传输性能, 提出一种基于星座恢复的降低系统峰均值功率比（PAPR）的方法。对系统模型及作用机理进行分析,仿真结果显示,以10 Gbit/s的速率通过单模光纤传输720 km,基于星座恢复的CO-OFDM系统Q值较无非线性抑制的CO-OFDM系统有3 dB提高;另外,系统最佳限幅比例系数受色度色散影响,随着色散因子的增大,星座恢复效果也逐渐减弱,在传输240 km条件下,色散因子为12 ps/nmkm较6 ps/nmkm,限幅比例系数从0.9降低至0.8。     

哈雷（Halley，Edmund，1656-1742）英国天文学家（Astronomer，England）

哈雷1673年进入牛津大学。1676年去南大西洋的圣赫勒岛，在那里建立了一个天文台，并测编了南天星表，包含341颗南天恒星的黄道坐标。星表发表后被选为皇家学会会员。哈雷编撰了大量彗星的观测记录，是第一个从事彗星轨道计算的人。1705年发表《彗星天文学论说》一书，阐述了从1337年-1698年观测到的24颗彗星的轨道。他发现1531年、1607年和1682年出现的三颗大彗星，具有十分相似的轨道，由此推断这是同一彗星，每隔75-76年回归一次，并且预言这颗彗星将于1758年底或1759年初再度回归。