快速測(cè)量太陽(yáng)風(fēng)參數(shù)方法研究及FY-2C衛(wèi)星太陽(yáng)X射線數(shù)據(jù)反演
發(fā)布時(shí)間:2021-01-09 13:49
隨著人類航天活動(dòng)的不斷深入,空間環(huán)境與人類活動(dòng)的聯(lián)系越來(lái)越緊密。突發(fā)性空間環(huán)境極易造成災(zāi)害性空間事件,空間環(huán)境強(qiáng)烈地受太陽(yáng)活動(dòng)的影響和調(diào)制。太陽(yáng)風(fēng)和太陽(yáng)耀斑是影響空間環(huán)境的兩個(gè)重要因素。快速變化的太陽(yáng)風(fēng)如激波壓縮地磁場(chǎng)可以引起磁暴等很多空間環(huán)境現(xiàn)象,太陽(yáng)耀斑可以引起質(zhì)子事件而威脅到航天器的安全。地球時(shí)刻處于太陽(yáng)風(fēng)的包圍之中,了解太陽(yáng)風(fēng)的變化特征對(duì)研究空間環(huán)境的變化有著重要的意義,太陽(yáng)風(fēng)的特征參數(shù)包括:速度、溫度和數(shù)密度。本文研究了國(guó)外主流的幾種太陽(yáng)風(fēng)探測(cè)儀的技術(shù)原理。太陽(yáng)風(fēng)探測(cè)儀按傳感器的不同主要分為兩大類:靜電分析儀類和法拉第杯類。靜電分析儀類太陽(yáng)風(fēng)探測(cè)儀的主要傳感器是靜電分析儀,利用電子倍增器或微通道板計(jì)數(shù)。通常靜電分析儀結(jié)合飛行時(shí)間系統(tǒng)還可以進(jìn)行高精度的太陽(yáng)風(fēng)成分測(cè)量。法拉第杯類太陽(yáng)風(fēng)探測(cè)儀主要的傳感器是法拉第杯。兩類探測(cè)儀采用不同的傳感器,其優(yōu)缺點(diǎn)也各不相同。這兩類太陽(yáng)風(fēng)探測(cè)儀都是通過測(cè)量太陽(yáng)風(fēng)粒子的E/Q譜的空間分布來(lái)確定太陽(yáng)風(fēng)速度、溫度和數(shù)密度。它們共同的缺點(diǎn)是時(shí)間分辨率不夠好,最好也在30s左右。高時(shí)間分辨率對(duì)于探測(cè)快速變化太陽(yáng)風(fēng)(如激波)是必需的。中俄合作的太陽(yáng)風(fēng)快速監(jiān)...
【文章來(lái)源】:中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心)北京市
【文章頁(yè)數(shù)】:88 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 太陽(yáng)活動(dòng)和太陽(yáng)風(fēng)及其對(duì)地球空間環(huán)境的影響
1.2.1 太陽(yáng)活動(dòng)及太陽(yáng)風(fēng)
1.2.2 地球空間環(huán)境
1.2.3 太陽(yáng)活動(dòng)和太陽(yáng)風(fēng)對(duì)地球空間環(huán)境的影響
1.3 課題主要研究?jī)?nèi)容
1.3.1 快速測(cè)量太陽(yáng)風(fēng)參數(shù)方法研究
1.3.2 FY-2C 衛(wèi)星太陽(yáng)X 射線數(shù)據(jù)反演
第二章 太陽(yáng)風(fēng)探測(cè)
2.1 太陽(yáng)風(fēng)的起源
2.2 太陽(yáng)風(fēng)平均觀測(cè)特性
2.3 太陽(yáng)風(fēng)中的擾動(dòng)
2.3.1 共轉(zhuǎn)相互作用區(qū)
2.3.2 磁云
2.3.3 行星際激波
2.4 受擾動(dòng)太陽(yáng)風(fēng)的參數(shù)變化
2.5 太陽(yáng)風(fēng)探測(cè)方法
2.5.1 靜電分析儀類太陽(yáng)風(fēng)探測(cè)儀
2.5.1.1 太陽(yáng)風(fēng)離子探測(cè)儀(SWOOPS-I)
2.5.1.2 太陽(yáng)風(fēng)電子探測(cè)儀(SWOOPS-E)
2.5.1.3 SOHO 衛(wèi)星電荷、元素、同位素分析系統(tǒng)
(一) CTOF傳感器探測(cè)原理
(二) MTOF傳感器探測(cè)原理
2.5.2 法拉第杯類太陽(yáng)風(fēng)探測(cè)儀
2.5.3 兩類太陽(yáng)風(fēng)探測(cè)儀比較
2.5.4 太陽(yáng)風(fēng)探測(cè)的未來(lái)
第三章 太陽(yáng)風(fēng)快速監(jiān)測(cè)器
3.1 太陽(yáng)風(fēng)快速監(jiān)測(cè)器(FSWM:FAST SOLAR WIND MONITOR)
3.2 法拉第杯仿真模擬計(jì)算
3.2.1 初步近似下的法拉第杯角度特性
3.2.2 考慮調(diào)制電壓的法拉第杯角度特性
3.2.3 麥克斯韋速度分布假設(shè)下的模擬仿真
3.3 太陽(yáng)風(fēng)入射方向的確定
3.4 太陽(yáng)風(fēng)參數(shù)的快速確定
3.5 法拉第杯仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比對(duì)
3.5.1 法拉第杯特性參數(shù)選擇結(jié)果
3.5.2 仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比
3.6 小結(jié)
第四章 FY-2C 衛(wèi)星太陽(yáng)X 射線數(shù)據(jù)反演
4.1 引言
4.2 FY-2C 及GOES 衛(wèi)星太陽(yáng)X 射線探測(cè)器簡(jiǎn)介
4.3 FY-2C 太陽(yáng)X 射線探測(cè)器定標(biāo)結(jié)果分析
4.3.1 探測(cè)器的坪特性
4.3.2 探測(cè)器效率
4.3.3 探測(cè)器的正比性
4.3.4 探測(cè)器能道劃分
4.3.5 探測(cè)器能量分辨率
4.3.6 遙測(cè)數(shù)據(jù)傳輸及探測(cè)器的時(shí)間分辨率
4.4 FY-2C 太陽(yáng)X 射線探測(cè)結(jié)果及與GOES 結(jié)果比對(duì)
4.5 太陽(yáng)X 射線數(shù)據(jù)反演
4.5.1 FY-2C 衛(wèi)星太陽(yáng)X 射線數(shù)據(jù)反演方法
4.5.2 最小二乘擬合方法
4.5.3 一般非線性函數(shù)的最小二乘擬合算法
4.5.3.1 高斯牛頓法
4.5.3.2 麥夸脫方法
4.5.3.3 列維布格-麥奎爾特法
4.5.4 反演前的數(shù)據(jù)預(yù)處理
4.5.5 反演結(jié)果
4.6 FY-2C 與GOES 衛(wèi)星太陽(yáng)X 射線數(shù)據(jù)反演結(jié)果的比對(duì)
4.7 小結(jié)
第五章 結(jié)束語(yǔ)
附言
致謝
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]FY-2衛(wèi)星太陽(yáng)質(zhì)子事件監(jiān)測(cè)警報(bào)系統(tǒng)及質(zhì)子事件警報(bào)的嘗試[J]. 林華安,朱光武,王世金. 空間科學(xué)學(xué)報(bào). 2000(03)
碩士論文
[1]X射線探測(cè)器標(biāo)定分析系統(tǒng)及空間粒子探測(cè)器半導(dǎo)體傳感器工作特性檢測(cè)系統(tǒng)[D]. 韋飛.中國(guó)科學(xué)院研究生院(空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心) 2003
本文編號(hào):2966772
【文章來(lái)源】:中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心)北京市
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【學(xué)位級(jí)別】:碩士
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第一章 緒論
1.1 引言
1.2 太陽(yáng)活動(dòng)和太陽(yáng)風(fēng)及其對(duì)地球空間環(huán)境的影響
1.2.1 太陽(yáng)活動(dòng)及太陽(yáng)風(fēng)
1.2.2 地球空間環(huán)境
1.2.3 太陽(yáng)活動(dòng)和太陽(yáng)風(fēng)對(duì)地球空間環(huán)境的影響
1.3 課題主要研究?jī)?nèi)容
1.3.1 快速測(cè)量太陽(yáng)風(fēng)參數(shù)方法研究
1.3.2 FY-2C 衛(wèi)星太陽(yáng)X 射線數(shù)據(jù)反演
第二章 太陽(yáng)風(fēng)探測(cè)
2.1 太陽(yáng)風(fēng)的起源
2.2 太陽(yáng)風(fēng)平均觀測(cè)特性
2.3 太陽(yáng)風(fēng)中的擾動(dòng)
2.3.1 共轉(zhuǎn)相互作用區(qū)
2.3.2 磁云
2.3.3 行星際激波
2.4 受擾動(dòng)太陽(yáng)風(fēng)的參數(shù)變化
2.5 太陽(yáng)風(fēng)探測(cè)方法
2.5.1 靜電分析儀類太陽(yáng)風(fēng)探測(cè)儀
2.5.1.1 太陽(yáng)風(fēng)離子探測(cè)儀(SWOOPS-I)
2.5.1.2 太陽(yáng)風(fēng)電子探測(cè)儀(SWOOPS-E)
2.5.1.3 SOHO 衛(wèi)星電荷、元素、同位素分析系統(tǒng)
(一) CTOF傳感器探測(cè)原理
(二) MTOF傳感器探測(cè)原理
2.5.2 法拉第杯類太陽(yáng)風(fēng)探測(cè)儀
2.5.3 兩類太陽(yáng)風(fēng)探測(cè)儀比較
2.5.4 太陽(yáng)風(fēng)探測(cè)的未來(lái)
第三章 太陽(yáng)風(fēng)快速監(jiān)測(cè)器
3.1 太陽(yáng)風(fēng)快速監(jiān)測(cè)器(FSWM:FAST SOLAR WIND MONITOR)
3.2 法拉第杯仿真模擬計(jì)算
3.2.1 初步近似下的法拉第杯角度特性
3.2.2 考慮調(diào)制電壓的法拉第杯角度特性
3.2.3 麥克斯韋速度分布假設(shè)下的模擬仿真
3.3 太陽(yáng)風(fēng)入射方向的確定
3.4 太陽(yáng)風(fēng)參數(shù)的快速確定
3.5 法拉第杯仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比對(duì)
3.5.1 法拉第杯特性參數(shù)選擇結(jié)果
3.5.2 仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比
3.6 小結(jié)
第四章 FY-2C 衛(wèi)星太陽(yáng)X 射線數(shù)據(jù)反演
4.1 引言
4.2 FY-2C 及GOES 衛(wèi)星太陽(yáng)X 射線探測(cè)器簡(jiǎn)介
4.3 FY-2C 太陽(yáng)X 射線探測(cè)器定標(biāo)結(jié)果分析
4.3.1 探測(cè)器的坪特性
4.3.2 探測(cè)器效率
4.3.3 探測(cè)器的正比性
4.3.4 探測(cè)器能道劃分
4.3.5 探測(cè)器能量分辨率
4.3.6 遙測(cè)數(shù)據(jù)傳輸及探測(cè)器的時(shí)間分辨率
4.4 FY-2C 太陽(yáng)X 射線探測(cè)結(jié)果及與GOES 結(jié)果比對(duì)
4.5 太陽(yáng)X 射線數(shù)據(jù)反演
4.5.1 FY-2C 衛(wèi)星太陽(yáng)X 射線數(shù)據(jù)反演方法
4.5.2 最小二乘擬合方法
4.5.3 一般非線性函數(shù)的最小二乘擬合算法
4.5.3.1 高斯牛頓法
4.5.3.2 麥夸脫方法
4.5.3.3 列維布格-麥奎爾特法
4.5.4 反演前的數(shù)據(jù)預(yù)處理
4.5.5 反演結(jié)果
4.6 FY-2C 與GOES 衛(wèi)星太陽(yáng)X 射線數(shù)據(jù)反演結(jié)果的比對(duì)
4.7 小結(jié)
第五章 結(jié)束語(yǔ)
附言
致謝
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]FY-2衛(wèi)星太陽(yáng)質(zhì)子事件監(jiān)測(cè)警報(bào)系統(tǒng)及質(zhì)子事件警報(bào)的嘗試[J]. 林華安,朱光武,王世金. 空間科學(xué)學(xué)報(bào). 2000(03)
碩士論文
[1]X射線探測(cè)器標(biāo)定分析系統(tǒng)及空間粒子探測(cè)器半導(dǎo)體傳感器工作特性檢測(cè)系統(tǒng)[D]. 韋飛.中國(guó)科學(xué)院研究生院(空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心) 2003
本文編號(hào):2966772
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