本文關(guān)鍵詞：分離載荷磁場測量在空間環(huán)境探測中的應(yīng)用分析

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【摘要】：自Cluster II以后,近年來有越來越多的多衛(wèi)星探測項目展開。相比傳統(tǒng)的單點磁場探測,多點磁場協(xié)同探測可以同時獲得各測點磁場,消除了探測磁場隨時間的變化,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)分離,對于提高人類對地球空間磁場與等離子體環(huán)境的認識具有重要幫助。然而目前尚無小尺度組網(wǎng)探測項目,無法獲得局部磁場較為精細的結(jié)構(gòu)。如,Cluster II和雙星聯(lián)合不能對較小尺度的物理現(xiàn)象開展有效觀測,THEMIS的大尺度組網(wǎng)同樣不適合研究精細結(jié)構(gòu)、電流密度分布。本文主要根據(jù)一個主控載荷、四個分離載荷方式的小尺度組網(wǎng)進行地球磁場探測的總體技術(shù)方案,討論實現(xiàn)多點多時空尺度協(xié)同探測的可能性。本文驗證了利用5點協(xié)同探測磁場數(shù)據(jù)來反演電流密度、磁場運動和結(jié)構(gòu)的可行性,并對反演電流密度進行了誤差分析,確定其主要誤差源,進而對實際探測提出了一些建議。結(jié)果如下。根據(jù)多點磁場反演空間電流密度的計算方法,開展了數(shù)值仿真分析,仿真結(jié)果表明,5星編隊優(yōu)于4星編隊,在5星編隊條件下,衛(wèi)星姿態(tài)測量誤差和外部磁場強度是反演誤差的主要來源,衛(wèi)星編隊構(gòu)型也是反演誤差的重要來源。根據(jù)仿真結(jié)果,當衛(wèi)星姿態(tài)誤差0.001°、編隊尺度約100km時,赤道區(qū)域電流密度反演相對誤差約24%。在強磁場區(qū),應(yīng)盡量保持較好的編隊構(gòu)型。此外,5點協(xié)同磁場探測還可以應(yīng)用于反演一維磁場運動、速度、厚度等參數(shù),在較小的測量誤差下,可以得到比較好的結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：多點探測 磁場探測 磁場數(shù)據(jù)反演
【學位授予單位】：中國科學院國家空間科學中心
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V447;P353
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-27
• 1.1 地球空間電磁環(huán)境10-18
• 1.1.1 地磁場10-11
• 1.1.2 電離層11-13
• 1.1.3 磁層13-14
• 1.1.4 電離層-磁層電流體系14-18
• 1.2 地球空間分離式磁場探測18-19
• 1.3 分離載荷反演問題研究現(xiàn)狀19-25
• 1.3.1 反演問題的概念19-20
• 1.3.2 空間物理中分離載荷觀測的發(fā)展與應(yīng)用20-23
• 1.3.3 多點觀測的數(shù)據(jù)反演23-25
• 1.4 課題研究內(nèi)容及意義25-27
• 第2章 衛(wèi)星磁場數(shù)據(jù)觀測儀器及常用處理方法27-37
• 2.1 測量儀器27-30
• 2.1.1 磁場測量儀器27-29
• 2.1.2 波動測量儀器29-30
• 2.2 常用數(shù)據(jù)處理方法30-36
• 2.2.1 梯度法31-32
• 2.2.2 MVA法32-33
• 2.2.3 Timing法33-34
• 2.2.4 K-filtering法34-36
• 2.3 本章小結(jié)36-37
• 第3章 空間電流密度的反演37-55
• 3.1 空間電流37
• 3.2 算例仿真及結(jié)果37-42
• 3.3 誤差分析及討論42-54
• 3.3.1 衛(wèi)星編隊構(gòu)型42-44
• 3.3.2 衛(wèi)星數(shù)量44-45
• 3.3.3 測量誤差及外部環(huán)境45-49
• 3.3.4 電流密度方向49-51
• 3.3.5 主要誤差51-52
• 3.3.6 |div(B)/|curl(B)||和△J/J52-54
• 3.4 結(jié)論54
• 3.5 本章小結(jié)54-55
• 第4章 利用多點磁場數(shù)據(jù)反演空間結(jié)構(gòu)的參數(shù)55-64
• 4.1 一維磁場結(jié)構(gòu)運動法向及速度55-59
• 4.1.1 算例仿真及結(jié)果56-58
• 4.1.2 結(jié)果分析58-59
• 4.1.3 結(jié)論59
• 4.2 磁場結(jié)構(gòu)59-63
• 4.2.1 算例仿真及結(jié)果60-61
• 4.2.2 結(jié)果分析61-63
• 4.2.3 結(jié)論63
• 4.3 本章小結(jié)63-64
• 第5章 總結(jié)64-66
• 參考文獻66-70
• 發(fā)表文章目錄70-71
• 致謝71

【參考文獻】

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本文編號：797865