风云三号C星全球导航卫星掩星探测仪首次实现北斗掩星探测

全球导航卫星掩星探测仪(GNOS)是国际首台北斗系统(BDS)和全球定位系统(GPS)双系统兼容掩星探测仪, 2013年9月23日随风云三号卫星C星(FY3 C)发射入轨, 目前已测得大量掩星数据. 介绍了FY3 C-GNOS的组成; 统计了2013年10月12日全天的FY3 C-GNOS掩星事件及其全球分布情况; 通过与GPS精密定轨结果进行对比分析, 测试了BDS在轨实时定位精度, 检验了BDS掩星产品的可靠性和一致性. 初步分析结果表明: 14颗BDS卫星在轨运营的条件下, BDS和GPS兼容掩星探测仪可将掩星事件数提高约33.3%; BDS实时定位平均偏差优于6 m, 标准偏差优于7 m; 5-25 km高度范围内, BDS与GPS内符合精度大气折射率优于2%, 温度优于2 K, 湿度优于1.5 g/kg, 压强优于2%, 电离层峰值密度优于15.6%. GNOS的在轨正常运行及BDS与GPS掩星定位精度及反演产品的一致性为北斗掩星探测的业务化运行奠定了基础.     

电磁波在大面积等离子体片中传播特性的分析

脉冲磁约束线形空心阴极放电形成的大面积等离子体片可应用于等离子体天线、隐身及模拟超音速飞行器表面的等离子体鞘套. 本文首次利用实测等离子体片电子密度时空分布和横向场传播矩阵法, 研究了电磁波在等离子体片中反射率、透射率、吸收率随频率及脉冲放电时间的变化特征. 结果表明: 极化方向平行磁场的电磁波, 在小于截止频率的低频带内具有较高的反射率和吸收率, 增大电流, 反射率增加, 吸收率下降, 在大于截止频率的高频带内反射率和吸收率较低, 增大电流, 透射率下降, 吸收率升高; 极化方向垂直磁场的电磁波在高混杂谐振频率附近存在吸收率明显增强的吸收带, 谐振吸收峰值与放电电流无关; 脉冲放电期间, 电磁波的反射率、透射率与吸收率由不稳定过渡到稳定的时间约为100 μs, 过渡时间随着放电电流的增加而增大, 极化方向垂直磁场、小于截止频率的电磁波在稳定放电阶段谐振吸收较强. 本文的研究成果对利用等离子体片实现对电磁波的稳定高反射作用具有重要意义.     

BASS软件GPS数据处理方法

详细介绍了BASS(同步信号块处理)方法在静态软件GPS接收机数据处理方面的应用.首先说明了BASS的基本思想,然后具体介绍了捕获时根据相位差求精频的方法,以及在跟踪时使用理想相关方法进行码跟踪,使用相位差方法频率跟踪的详细过程.最后,在一个C/A码周期内数字化C/A码非整数的采样率下,提出了首尾相接的BASS改进方法,成功实现了软件GPS数据的跟踪.     

气压对大面积等离子体片电子密度分布的影响

利用脉冲磁约束线形空心阴极放电装置,在15mT磁场约束下,产生了持续时间为200μs、峰值放电电流为3A、面积为60cm×60cm的大面积等离子体片。采用快帧法和旋转空心阴极法,在90~210Pa内,利用朗缪尔探针首次获得了不同气压的等离子体片的厚度向电子密度分布及其演化构成的二维分布图;研究了在同等峰值放电电流条件下,等离子体片达到最大厚度向峰值电子密度时,气压对所需放电时间、最大厚度向峰值电子密度及电子密度半高宽的影响。结果表明:在相同的峰值放电电流条件下,等离子体片达到最大厚度向峰值电子密度的时间随气压的降低而减小;气压越低,最大厚度向峰值电子密度越大,电子密度半高宽越小。     

一种使用BU-65170内部RAM实现双缓冲的星载1553B总线数据传输技术

星载1553B总线数据传输通常需要使用外部RAM缓存待发送数据,使用外部RAM带来系统功耗和面积的增加,也增加了系统的复杂性。提出了一种使用1553B芯片内部RAM实现双缓冲的数据传输方案。此方案采用FPGA作为主控芯片,BU-65170作为1553B总线控制芯片,利用BU-65170内部RAM的两个地址空间段构成双缓冲,避免使用外部RAM,简化了系统硬件设计,提高了系统的可靠性。对双缓冲区采取交替更新访问方式,实现了1553B总线数据的可靠传输。此方案已成功应用于星载GNOS掩星探测仪。     

风云二号卫星空间环境监测器

风云二号卫星空间环境监测器由空间高能粒子探测器和太阳X射线探测器两台单机组成, 运行在地球同步轨道高度, 能够提供实时的太阳耀斑监测和质子事件监测. 风云二号空间环境监测器是国内第一套天基太阳质子事件监测警报系统, 在23周太阳活动峰年期间基本监测到所有的质子事件, 并通过分析实时监测的耀斑X射线辐射特征, 多次成功地开展了太阳质子事件警报服务. 风云二号空间环境监测器也是国内第一次进行地球同步高度的空间环境探测, 发现地球同步高度粒子变化的一些基本特征, 包括粒子通量的昼夜周期变化; 在太阳和地磁宁静时, 能量大于1.4 MeV电子通量在10~2×10²/cm²×s×sr之间变化, 能量大于1 MeV的质子通量在6×10²~8×10³/cm²×s×sr之间变化.     

医用小泄漏微带圆盘辐射器

本文介绍了医用小泄漏微带圆盘辐射器的设计原理,对该辐射器的阻抗匹配性能及泄漏能量进行了实验测量,并对辐射器的电场分布进行了理论计算与实验测量,且进行对比,得到了比较满意的结果。     

用于海洋测高的GPS-R软件接收机的设计与验证

对利用GPS-R(Global Position System-Reflected全球定位系统反射信号)进行海洋探测的基本概念及测高原理进行了简介,在此基础上介绍了用于GPS-R海洋测高的软件接收机的设计与实现,最后介绍了岸基测高的试验结果,对所设计的接收机进行了验证.     

两分两至点热层大气密度变化

 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。     

电磁监测试验卫星离子漂移计探测技术

依据电磁监测试验卫星的任务要求,自主研发了等离子体分析仪,用于探测电离层等离子体的离子密度、温度、成分、漂移速度和密度的涨落.等离子体分析仪由阻滞势分析器、离子漂移计和离子捕获计组成,其中离子漂移计用于探测离子垂直轨道方向的漂移速度.通过分析电离层等离子体的离子漂移速度特性,确定仪器的性能指标.离子漂移计传感器采用多层栅网压紧结构,栅网材料选用铍铜,各层栅网之间采用聚酰亚胺绝缘.依据技术指标,详细设计了离子漂移计传感器的窗口尺寸、传感器几何高度和收集极半径.在电子学电路设计时通过前放电路三个可调量程的设计,保证了电路测量范围和精度,并通过实验进行验证.在此基础上,借助意大利国家天体物理研究院行星际物理研究所的地面等离子体环境,完成了离子漂移计的等离子体环境测试.测试结果表明,离子漂移计垂直轨道方向漂移速度测量结果的变化趋势与转台设定值变化趋势一致,且测试精度指标满足设计要求,能够满足电磁监测试验卫星的任务需求.