【摘要】：空間環(huán)境中存在著大量的低能離子,這些離子對人類生活有著重要影響,通過對其進(jìn)行探測,能夠幫助人類認(rèn)識太陽活動機(jī)制及太陽活動對地球磁層的影響。低能離子能譜儀的工作環(huán)境為地球同步軌道(L=6.6),其探測能量段為0.1～18keV,局地覆蓋能量相對較低的環(huán)電流離子,能夠直接或者間接地推演環(huán)電流離子的全球分布,服務(wù)于空間天氣監(jiān)測和預(yù)警。另一方面,波粒相互作用是內(nèi)磁層粒子加速和損失的主要因素。低能離子能譜儀能夠直接測量離子的相空間密度分布,實(shí)現(xiàn)在三軸穩(wěn)定衛(wèi)星上利用單臺儀器完成對離子的半空間能譜的探測,可以用來分析相關(guān)等離子波動的產(chǎn)生和分布特征,進(jìn)而理解輻射帶/環(huán)電流粒子的加速/損失過程[1],具有較重要的科學(xué)意義。本研究課題根據(jù)低能離子能譜儀搭載任務(wù)需求,對載荷地面檢測系統(tǒng)進(jìn)行了研究與研制,為低能離子能譜儀研制工作中的調(diào)試、測試和性能標(biāo)定實(shí)驗(yàn)提供了有力保障。本文對星載低能離子能譜儀地檢系統(tǒng)需求進(jìn)行了分析并介紹了地檢系統(tǒng)工作原理,其中地檢數(shù)據(jù)管理電路板以Microsemi SmartFusion2系列FPGA芯片為控制核心,通過FPGA控制USB接口實(shí)現(xiàn)與地檢上位機(jī)軟件的通信,載荷數(shù)據(jù)通過LVDS接口上傳到地檢數(shù)據(jù)管理電路板,數(shù)據(jù)注入由FPGA打包成固定格式然后通過RS-422接口下發(fā)至載荷。地檢上位機(jī)軟件基于NI Labwindows/CVI平臺設(shè)計(jì)開發(fā),具備數(shù)據(jù)采集、解析,在線狀態(tài)監(jiān)測,離線數(shù)據(jù)分析、EEPROM(Electrically Erasable Programmable read only memory,電可擦可編程只讀存儲器)自動配置功能,在節(jié)省了能譜儀研制過程中的人力的同時(shí)提高了可靠性。論文提出的設(shè)計(jì)方案對于地面檢測系統(tǒng)具有很好的適用性和擴(kuò)展性,稍作修改便可應(yīng)用于不同搭載項(xiàng)目的地檢系統(tǒng)設(shè)計(jì),對于其他工程項(xiàng)目具有參考和借鑒意義。
【圖文】：

圖１．１．１太陽風(fēng)與地球磁層結(jié)構(gòu)逡逑在太陽活動爆發(fā)期間，太陽活動產(chǎn)生的擾動通過太陽風(fēng)傳遞到近地空間，在逡逑

使得空間科學(xué)得到了迅猛發(fā)展，在２０世紀(jì)６０年代，衛(wèi)星觀測證實(shí)了美國天文學(xué)逡逑家ＥｕｇｅｎｅＮ．邋Ｐａｒｋｅｒ提出的太陽風(fēng)的存在，從此日地空間天氣監(jiān)測在各國的空間逡逑戰(zhàn)略中擔(dān)任重要角色，例如：丨９６２年至１９７５年，美國發(fā)射了穩(wěn)定面對太陽的空逡逑間觀測衛(wèi)星０Ｓ０１￣０Ｓ０８，用來觀測研究太陽耀斑、Ｘ射線、Ｙ射線和遠(yuǎn)紫外波逡逑段的日地活動現(xiàn)象［１１１；邋１９９１年日本宇宙宇航研究機(jī)構(gòu)與美國和英國聯(lián)合研制了逡逑太陽探測衛(wèi)星Ｙｏｈｋｏｈ，邋Ｙｏｈｋｏｈ衛(wèi)星在１９９丨年８月３０日在日本鹿兒島縣內(nèi)之浦逡逑航天基地發(fā)射升空，其科學(xué)目標(biāo)是利用Ｘ射線（軟Ｘ射線和硬Ｘ射線）觀測研逡逑究太陽上發(fā)生的能量時(shí)間［１２】；１９８６年歐洲空間局（Ｅｕｒｏｐｅａｎ邋Ｓｐａｃｅ邋Ａｇｅｎｃｙ，ＥＳＡ）逡逑的邋ＳＴＳＰ邋（ｔｈｅ邋Ｓｏｌａｒ－Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ邋Ｓｃｉｅｎｃｅ邋Ｐｒｏｇｒａｍｍｅｒ）計(jì)劃邋ＳＯＨＯ邋衛(wèi)星，與美國國逡逑家宇航局（Ｎａｔｉｏｎａｌ邋Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ邋ａｎｄ邋Ｓｐａｃｅ邋Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，ＮＡＳＡ）合作研制了邋１２逡逑組儀器，ＳＯＨＯ于１９９５年１２月２日發(fā)射并在１９９６年２月在第一拉格朗日點(diǎn)逡逑（ＬａｇｒａｎｇｉａｎＰｏｉｎｔ，，日地引力平衡點(diǎn)）實(shí)現(xiàn)成功定點(diǎn)，其主要科學(xué)目標(biāo)是利用高逡逑分辨率光譜觀測研宄太陽高層大氣［１３］。逡逑
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V447.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2624068