美国空间地球科学任务发展及启示

<正>空间地球科学是利用空间飞行器观测地球，获取地球系统的过程与变化及其相互作用等信息，并利用这些信息开展地球科学研究。空间地球科学强调将地球作为一个整体，研究各个特定区域或过程之间的相互联系，研究地球整体变化的规律，预测地球环境的演变和发展。随着地球系统面临的风险不断增加，对地球科学研究的需求越来越迫切，美国深刻认识到空间地球科学的重要性，制定了详细的任务发展规划，并定期开展评估，     

在空间建设太阳能发电站

<正>自从首颗人造地球卫星于1957年成功发射以来,人类就在不断扩展空间探索和空间应用的范围。目前航天器已经被广泛的应用于通信、遥感、导航和科学探测,作为主要的信息获取和信息传递的手段极大地改变了人们的生活方式。宇宙也是一个资源丰富的地方,能量资源和物质资源远远超过地球,空间资源利用成为人类开发利用太空的梦想,也是人类长期追求的目标。太阳能是地球空间最为丰富的资源,如果能够进行大规模开发     

基于量子纠缠的空间信息传输系统研究

量子通信是一种无条件安全的信息传输方式. 提出了一种基于量子纠缠的空间信息系统. 该系统以平流层平台和地球同步卫星为量子中继站, 分发纠缠光子对. 利用量子纠缠在发信者与收信者之间建立通信链路, 使用量子隐形传态进行量子信息传输. 讨论了该空间信息系统的特性, 并对其信息传输性能进行了数值分析. 结果表明该系统能够安全有效地传输空间信息.      

中国空间地球科学发展现状及未来策略

空间地球科学是以空间对地观测为主要信息获取手段，研究地球系统的各圈层及之间的相互作用、过程与演变，对地球进行系统研究的综合性交叉学科.为纪念空间科学学会成立40周年，本文系统回顾了中国空间地球科学的发展历程，分析当前面临的机遇与挑战，进而提出中国空间地球科学未来发展的建议.      

基于太阳敏感器的静止轨道卫星轨道估计方法研究

为解决目前通过星上配置敏感器进行地球同步轨道卫星自主轨道估计的问题,利用太阳敏感器和红外地球敏感器的测量信息进行轨道估计．根据地球静止轨道的特点,结合Hill方程,利用太阳敏感器和红外地球敏感器的测量信息以及轨道的摄动特性,建立导航系统的状态方程和测量方程．数学仿真结果表明,该方法可以较准确地估计出卫星的经度漂移,是一种可行的地球同步轨道卫星自主导航方法．     

空间任意形状凸面的轨道空间外热流计算方法

采用蒙特卡罗（ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ）方法，进行了平板、半球面、抛物面的地球反照角系数和地球红外角系数计算，通过与文献数据的比较，证明了由此方法所编程序的可靠性和实用性。利用这种方法，可以计算空间任意形状凸表面的轨道空间外热流。     

空间遥感系统简况

对地球表面及云的空间遥感成象有被动和主动两种方法。把反射太阳辐射和地球热辐射作为主要探测源进行成象的是被动遥感系统;把反射微波和激光波束作为主要探测源进行成象的是主动遥感系统。利用反射和散射太阳辐射对地成象只能在白天进行。通过探测地球的热辐射对地成象白天和黑夜均可进行。主动成象系统则可以在任何时候以任何视角对地成象。     

针对多个地球静止轨道目标的巡游轨道设计

运行在螺旋巡游轨道上的航天器无需施加控制力就可以长期巡游在指定轨道附近,利用该特点,克服地基目标监视系统的不足,可提高空间目标监视能力.在现有的设计基础之上,改进对地球静止轨道多个目标螺旋巡游轨道的初始轨道设计;通过施加控制提出两种可以对地球静止轨道上多个目标进行绕飞观测的螺旋巡游轨道设计;通过仿真验证,对比二者各自的优势.     

高精度空间加速度计及其应用

高精度空间加速度计不仅可以用来测量航天器受到的非引力, 例如航天器受到地球的热辐射压力、太阳辐射压力、大气阻力等, 而且还可以作为惯性参考用来改善航天器的微重力水平, 即对航天器进行无拖曳控制. 通过对开环加速度计基本工作原理的研究, 概述了高精度空间加速度计的发展趋势和现状, 介绍了几种不同类型的高精度空间加速度计, 重点讨论了其在地球科学和空间基础物理研究中的应用.      

大型铁磁性物体近场磁异常场数值仿真

磁异常探测是一种在地球物理领域有着广泛应用的探测方法,磁异常场的空间分布规律信息是磁异常探测的主要理论依据。对矩形铁磁性物体空间磁场模型进行了推导,利用ANSYS Maxwell分析了大型铁磁性物体近场的磁异常场空间分布规律。针对不同地磁场方向条件,得到了近场空间磁感应强度总量分布及矢量分布规律,揭示了在不同条件下磁感应强度模量场和矢量场都具有普遍的对称性和规律性。通过对仿真模型进行缩比试验,测量了类似条件下模型近场的磁感应强度模量场和矢量场信息,验证了仿真得到的磁异常场空间分布规律的一致性和正确性。      

国外空间探测器发展概览

空间探测器的问世使人类可以近距离探测地外星球,甚至就地考察、取样返回、载人登陆,从而获得了大量有用信息:进一步揭示地球、生命乃至太阳系的起源和演变;掌握太阳系内一些重要地外星球上的生命、地质、气候、重力、环境等。     

基于边缘信息的灰度目标跟踪算法

提出了一种基于边缘信息的跟踪算法,其可以实现对剧烈变化的灰度目标的精确跟踪.首先,利用基于双同心圆窗口算子的非线性边缘检测算法得到高质量的边缘信息;其次,为了解决单一边缘特征空间不能充分表征目标的难题,提出了一种通过组合边缘图像构建特征空间的方法,以便为目标建模提供充分信息;再次,在构建的特征空间中使用核估计方法对目标进行建模;在目标定位阶段,利用Kalman滤波器对目标进行预估后,再由Mean Shift算法在预估位置邻近区域实现目标定位;最后,提出了一种基于形态学的动态模型更新策略,使得算法不仅可以获得精确的目标区域,还可以实现对目标尺寸和形状变化的自适应.实验结果表明,本算法不仅可以有效跟踪剧烈变化的灰度目标,而且跟踪窗口可以实现对目标尺寸和形状的自适应.      

ISY之八地球观测系统卫星之一——EOS-AM

国际空间年的一项主要活动是执行“全球变化研究计划(GCRP)”。该计划旨在通过研究全球自然的和人工诱发的变化,为寻找对策提供科学依据。NASA对这项研究计划的贡献是提供一个地球观测系统(EOS)。该系统的目的是从空间以全球的角度深入研究地球系统的组成及其相互关系,以及正在发生的变化,从而达到科学地了解地球系统。地球观测系统的任务是建立一个能对地球进行观测最少15年的空间系统以及相应的处理、归档和分析设施。地球观测系统包括科学基础单元,空间测量系统和综合数据信息系统三部分。地球观测系统的空间测量系统由三颗中     

第44届COSPAR大会将在雅典召开

正第44届COSPAR大会(COSPAR Scientific Assembly)将于2022年7月16-22日在希腊雅典召开。会议主题包括:地球表面、气象和气候的空间研究;地月系统、行星和太阳系小天体的空间研究;地球以及其他行星高层大气研究;太阳系中的空间等离子体研究;天体物理学研究;空间生命科学;空间材料科学;空间基础物理等。国际空间研究委员会(COSPAR)成立于1958年10月,隶属于国际科学理事会(ISC)。 COSPAR与国际宇航联合会(IAF)、国际宇航科学院(IAA)为空间领域并列的三大国际组织。COSPAR致力于推动国际空间科学研究,聚焦科学结果、信息和意见的交换,为全球科学家提供研讨交流的平台。     

地球观测卫星的轨道捕获和轨道保持

<正> 地球观测卫星利用星上遥感设备对地球进行观测,以获取各种地面信息.这种卫星通常选取太阳同步兼回归轨道.在太阳同步轨道上,运动的卫星在相同的地方时经过观测区域,卫星摄影时,太阳高度角基本相同;选取回归轨道,其目的是使卫星在运行一个回归周期以后,又重复原先的地面轨迹,这就可以满足用户对同一目标多次重复观测的要求.美国陆地卫星、泰罗斯、依托斯、雨云及法国的地球资源卫星均设计为这样的轨道.     

星载全球大气波动成像仪研究

在卫星上对中间层顶区域的气辉辐射成像观测, 对于全球大气波动的监测和研究具有重要的意义. 利用TDICCD对O₂A (0-0)气辉进行成像观测, 计算了曝光积分时间、信噪比和能达到的最高空间分辨率, 分析了地球自转对空间分辨率的影响, 在此基础上提出一种星载全球大气波动成像仪方案, 该方案可以观测垂直波长大于10km的大气波动, 最高水平分辨率可以达到0.33km.      

四大全球导航系统特性比较

<正>卫星导航系统是指能够为地球表面或近地空间的用户提供全天候三维坐标和速度以及时间信息的天基无线电导航定位系统。卫星无线电导航走过了从低轨道卫星到中轨道卫星,从多普勒导航体制到伪距导航体制,从单一系统、单一体制向多系统、多体制兼容集成的发展历程。卫星导航系统已经成为世界各国信息基础设施建设的重要组成部分。人类利用太阳、月球和其他自然     

太空探索

正空间包括地球空间、日地空间、行星际空间。人类探索的足迹遍布陆地、海洋之后,又开始向着茫茫太空进军。空间探测针对的目标可以说是包罗万象,总体上可以分为三个部分:一是监测地球上的地理和气象活动,二是监测近地空间环境,三是宇宙深空天体的天文观测。     

国外空间碎片清除最新发展

正1空间碎片环境加速恶化,空间碎片主动清除势在必行空间碎片是人类探索和利用外层空间的产物,通常包含失效航天器、火箭体、剩余燃料及气体、航天器材料、生活垃圾等。根据欧洲航天局(ESA)2020年底发布的信息,地球轨道上尺寸大于10cm的空间碎片超过3.4万个,尺寸1～10cm的空间碎片超过90万个,尺寸0.1～1cm的空间碎片约1.3亿个。     

从空间生产的经济效益看发射空间站的必要性和紧迫感

空间站的建立,航天飞机的发射成功,宣告航天技术已由空间探测和技术实验阶段进入利用空间资源的应用阶段。人类不仅借用于各种空间设施进行各种自然科学试验,而且还能在空间发射卫星,进行卫星通信、地球观测、检测和修理卫星,利用空间微重力、高真空、高洁净环境生产贵重的半导体材料和生命产品等。就生产效率而言,要比