近地雷暴电场与羊八井地面宇宙线关联的模拟研究

雷暴期间地面宇宙线强度变化的研究对理解大气电场加速宇宙线次级带电粒子的物理机理具有重要意义. 分析西藏羊八井ARGO实验中2012年大气电场的数据后发现, 近地雷暴电场的强度可达1000 V/cm甚至更高. 用Monte Carlo方法模拟研究了近地雷暴电场与羊八井地面宇宙线强度的关联. 当雷暴电场强度(取1500 V/cm)大于逃逸电场时, 宇宙线次级粒子中正、负电子的数目呈指数增长, 在大气深度约520 g/cm²处达到极大值, 与Gurevich等提出的相对论电子逃逸雪崩机理和Dwyer理论相符. 当雷暴电场强度小于逃逸电场时, 在所有负电场范围和大于600 V/cm的正电场范围, 总电子数目随电场强度的增大而增加; 当正电场小于400 V/cm时, 总电子数目均出现一定幅度的下降; 在电场为400–600 V/cm范围内, 总电子数目的变化与原初粒子的能量有关, 原初能量小于80 GeV时, 其次级粒子中总电子数目增加, 原初能量在80–120 GeV 范围内时, 总电子数目变化不明显, 原初能量大于120 GeV时, 总电子数目出现下降, 下降幅度约4%. 模拟结果可对羊八井ARGO实验的观测结果给予合理的解释.     

基于粒子滤波地形导航算法的精确近地告警方法

近地告警系统利用导航设备提供的位置信息在机载数字高程模型（DEM）内对航空器周边区域进行搜索,在接近地面时给出告警信息,避免航空器与地面相撞,能够有效提高飞行安全。由于航空器位置和DEM都存在误差,航空器与DEM中地形相对位置和航空器与真实地形相对位置并不完全一致,从而增加虚警和漏警。为了减少虚警和漏警,在不增加和改善导航设备的情况下,提出利用粒子滤波地形导航算法得到航空器在DEM中与地形的准确相对位置,利用该相对位置做近地告警计算。经过实际地形数据飞行仿真实验,结果表明能够有效提高近地告警的精确度和有效性,有较强的实用价值。     

Packet routing algorithm for LEO satellite constellation network

A novel distributed packet routing algorithm for Low Earth Orbit (LEO) satellite networks based on spiderweb topology is presented. The algorithm gives the shortest path with very low computational complexity and without on-board routing tables, which is suitable and practical for on-board processing. Simulation results show its practicability and feasibility.     

空间材料科学的前沿学科——微重力晶体生长

 一、微重力晶体生长环境人类为了自身的生存,希望有一天能走出地球,从外层空间索取他们赖以生存的部分或全部资源.作为人类走向外层空间的第一步,当然是利用近地空间资源.而微重力资源则是首先受到重视和研究的近地空间资源之一。人们对空间晶体生长的研究,经历了从零重力到微重力的认识阶段.在60年代末到70年代初期,材料科学家们认为天空实验室内的晶体生长过程应是零重力场下的固-液界面反应过程,但一系列空间晶体生长实验表明:由于实验系统运动状态的不稳定,空间晶体生长环境仍然存在重力(g).     

近地空间与电子信息战

信息是现代战争的战略资源，信息战是未来战争的主要形式，电子信息战是战场信息战的主体。介绍了近地空间的特点，说明了它是未来电子信息战的重要战场。提出了近地空间电子信息战的应用设想，为技术开发和应用研究提供参考。     

近地小行星极短弧定轨的进化算法研究

近地小行星的巡天项目不断涌现, 得到了海量的观测数据.而巡天观测方式使获得的数据弧段过短, 传统方法在定轨和识别上存在极大困难,加之短弧定轨问题本身的病态性,如何有效利用这些短弧数据对于发现、监测和评估小行星的威胁具有重要意义.在进化算法下构建极短弧定轨的计算框架, 选用三变量的$(a,e,M)$优选法,保持维数较低的同时, 使优化结果不再依赖观测量.采用参数较少、操作简便的差分进化算法,利用不同偏心率小行星的轨道模拟数据进行试验,对获得的最优解及其分布聚集区域进行分析, 大偏心率轨道由于其本身的复杂性,会对算法搜索的灵敏度产生影响, 需缩小搜索空间以提高搜索能力.结果表明算法在小偏心率问题中表现较好,可以得到有效结果为后续工作提供参考信息, 大偏心率问题在传统方法失效的情况下,虽然最优解在整体分布中并不明显, 但分布仍包含真实解,可结合分布密度和适值大小进行分析. 未来需要对大偏心率问题作进一步研究,考虑其观测位置和观测时刻对算法产生的影响, 分类计算.      

民机增强型近地告警仿真系统设计

增强型近地告警系统(EGPWS)是民航飞机上必需的航空电子设备,对保障飞行安全有重要的意义。增强型近地告警的仿真系统是研究增强型近地告警的一个有效手段,在VC 6.0平台下建立飞机的六自由度模型,人机交互界面和告警模块;利用Tilcon软件设计虚拟仪表并研究前视地形的显示方法;同时借助Flight Gear飞行模拟器实现飞行仿真的三维可视化显示,通过UDP通信将各个模块连接成一个完整的可视化仿真系统,实现对近地告警和飞行状态直观形象的显示。实验结果表明设计的系统能够对告警模式进行准确有效的报警,并具有可扩展性强、易操作的优点。     

空间环境之火箭探测

一、探空火箭介绍火箭探空技术是指利用火箭进行近地空间环境探测和近地空间资源利用的技术,在近地空间进行探测和科学试验的火箭称为探空火箭。探空火箭是40～300千米高度范围内进行空间原位探测的唯一手段,是高空气球、人造卫星等航天器所不能及的。利用探空火箭能够进行中高层大气、电离层、磁层的     

基于近地遥感系统的小麦玉米冠层RVI和NDVI获取影响因素分析

以大型喷灌机为平台的近地遥感技术可有效观测作物的生长状态,对田间生产管理和作物水肥需求特性等研究具有十分重要的意义。由于在遥感观测过程中,作物冠层具有二向反射特性,因此不同观测方式会影响遥感观测结果。通过自行搭建的近地遥感系统模拟大型喷灌机平台的实地观测条件,使用双通道光谱传感器获取小麦与玉米冠层的光谱反射率信息,引入变异系数CV对由冠层二向反射特性引起的信息数据变幅进行量化,并采用影响因素权重W分析各观测参数对数据变幅的影响程度。通过获取2019年冬小麦返青期至灌浆期、夏玉米V7-V14生育期的冠层近红外波段（810 nm）和红光波段（650 nm）的反射率数据,分析多种观测因素对比值植被指数（RVI）数据和植被归一化指数（NDVI）数据的影响。结果表明,观测高度（0.5~2.5 m）、观测频率（2~60次·min-1）和移动速度（0~4 m·min-1）与观测结果无显著相关关系（p＞0.05）,观测时刻（8:00-18:00）、观测天顶角（-60°~60°）和观测方位角（0°~180°）与观测结果相关关系极为显著（p＜0.01）;小麦和玉米的冠层RVI、NDVI数据获取结果主要取决于冠层覆盖程度,在相同叶面积指数（LAI）情况下观测结果也会因观测时刻、观测方位角和观测天顶角的差异而受到不同程度的影响;冠层光谱反射率信息二向反射特性明显,小麦冠层RVI和NDVI变异系数分别为15%~50%和2%~50%,玉米冠层RVI和NDVI变异系数分别为10%~33%和18%~39%;进行观测时,应尽量选择在太阳天顶角较稳定的12:00-14:00时段,并尽量缩短观测时长,还应选择固定的观测角度,注意阴影效应与热点效应的影响;此外,在小麦返青至拔节期、抽穗至扬花期获取RVI和NDVI时,还应分别注意观测天顶角、观测时刻对测量精度的干扰。研究结果可为快速获取高精度的小麦、玉米冠层光谱反射率数据提供技术支撑。     

卫星运动几个问题的释疑

在航空航天技术不断开发的今天,学生在学习有关卫星知识时,总是探究性地提出一些有关卫星及航天仪器的运动问题,解答这些问题,是知识教学走出课堂、联系实际、体现素质教育的良好途径,也是激发学生积极学习的重要环节.现就笔者历年教学中积累的几个典型问题,谈一些见解.