基于IRI背景场的单站电离层TEC地图重构技术

为了有效解决电离层TEC观测数据稀疏时重构问题, 引入IRI-2007作为背景场, 利用反距离加权法和克里格方法重构了电离层TEC地图, 使用交叉检验方法检验了引入背景场前后的重构精度. 结果表明, 引入背景场后, 一方面有效地控制了边缘地区的发散现象, 另一方面重构网格点上绝对误差在 -0.25~0.25 TECU之间的比例分别提高了约70 %和100 %, 误差统计基本呈正态分布. 可以通过引入更加精确的背景场或使用逐步订正方法进一步提高重构精度.     

基于奇异谱分析的空间环境数据插补方法

空间环境数据具有典型的非线性、非平稳特征,并经常包含有缺失数据,给预报模型的建立、预测以及物理过程的分析带来了一定的困难。为了实现对缺失数据的插补,基于奇异谱分析(SSA)迭代插补的思想,设计了一种能够适用于不同缺失数据分布的插补方案。该方案提取出原始时间序列中缺失数据分布数组,利用缺失数据分布数组生成交叉验证所用的测试数据集,并利用离散粒子群优化算法寻找SSA的2个关键性参数,即嵌入窗口长度和主成分个数。通过不同太阳活动年份实际观测的太阳风参数、地磁指数等实例验证了算法的有效性。      

基于网格细化技术的地球-火星转移轨道优化

文章从细化效率、易用性和适应性等角度对基于数据压缩原理的网格细化算法进行改进,与基于局部配点法开发的通用轨迹优化方法（考虑非线性规划的规范化处理、稀疏特性和数值微分算法）相结合,构建出一种非光滑轨迹优化方法。对地球—火星转移轨道进行了优化,结果表明：所述方法能够高精度、快速求解地球—火星转移轨道优化问题,能够在轨道变化剧烈区域加密网格,在轨道变化平坦区域采用较稀的网格,具有较好的适应性和在线优化的潜力;采用控制变量作为网格细化函数即可捕捉到状态变量的剧烈变化;对于地球—火星转移轨道优化问题,推力方向角定义在[0°,360°)比定义在[-180°,180°)更利于数值优化。     

基于异步事件流的空间点目标跟踪方法

在当前的空间态势感知领域,针对快速移动的空间点目标的检测与跟踪,传统的基于帧的视觉传感器表现出了一定的局限性,难以满足日益增长的任务需求.因此,基于神经形态学的事件相机,凭借其高时间分辨率和高动态范围,已成为目前的研究焦点.提出一种基于异步事件流的空间点目标跟踪方法.通过单层脉冲神经元滤除其中的噪声,并得到候选目标;采用最近邻运动轨迹关联对候选目标进行持续跟踪,从而得到每个候选目标的运动轨迹;通过特征权重虚警滤除去除候选目标中的虚警目标,保留实际的空间点目标的运动轨迹.在实验阶段,分别使用CeleX-V事件相机测量事件数据和公共空间目标事件数据集(EBSSA数据集)验证了所提出算法的有效性.实验结果显示,在灵敏度和信息量两项指标上,相较于文中提到的基于事件的空间目标跟踪方法具有一定的优势,证明了基于异步事件流的空间点目标跟踪方法能够准确地从原始事件流数据中检测出一个或多个空间点目标,并获取其运动轨迹.     

基于变分迭代的航天器相对姿轨耦合动力学解算方法

针对航天器相对姿轨耦合一体化运动,在定义坐标系下利用对偶四元数和旋量表示航天器的一般运动,推导出航天器六自由度运动学和动力学模型,并分别采用Runge-Kutta四阶算法和变分迭代法的配点形式求解该非线性模型。变分迭代法的配点形式是变分迭代法与配点法的复合,先给出变分迭代法的迭代方程,再把迭代方程应用到局部时间区间上探讨了局部变分迭代法,然后把变分迭代法与配点法结合得到数值迭代方程。利用对偶四元数所建立的模型相对于其他模型较为简洁,便于分析姿轨耦合特性。仿真结果表明,相比Runge-Kutta四阶算法,变分迭代法的解算精度更高。     

基于黎曼距离的编队飞行卫星姿态控制系统故障检测数据优选方法

为突破星上资源的严苛约束、提升编队飞行卫星故障检测能力,提出了一种适用于编队飞行卫星姿态控制系统的故障检测数据优选方法,通过利用黎曼距离衡量无故障情况和故障情况下系统测量信息之间的差距,构建了编队飞行卫星姿态控制系统故障检测能力的评价指标。在此基础上,提出了故障检测数据优选方法,为系统输出信息结构优化提供了理论依据。仿真表明,所提出的方法能够在星上资源受限的情况下有效提升编队飞行卫星姿态控制系统的故障检测能力。     

基于线性样条和CNN-LSTM的北斗卫星缺失数据处理方法

针对北斗某星辐射剂量探测数据缺失问题,提出了一种基于线性样条和CNN-LSTM神经网络模型的处理方法.在对数据特性分析的基础上,将原始数据分解为线性趋势项和季节波动项.对于线性趋势项,采用基于线性样条的缺失值处理方法;对于季节波动项,根据其时空变化特性,设计CNN和LSTM组合神经网络结构,完成季节波动项的缺失值处理....     

基于朴素贝叶斯K近邻的快速图像分类算法

朴素贝叶斯最近邻(NBNN)分类算法具有非特征量化和图像-类别度量方式的优点,但算法运行速度较慢,分类正确率较低.针对此问题,提出一种朴素贝叶斯K近邻分类算法,基于快速近似最近邻(FLANN)搜索特征的K近邻用于分类决策并去除背景信息对分类性能的影响;为了进一步提高算法的运行速度及减少算法的内存开销,采用特征选择的方式分别减少测试图像和训练图像集的特征数目,并尝试同时减少测试图像和训练图像集中的特征数目平衡分类正确率与分类时间之间的矛盾.该算法保留了原始NBNN算法的优点,无需参数学习的过程,实验结果验证了算法的正确性和有效性.     

High energy charged particle experiment – A payload proposal to KuaFu-B mission

High Energy Charged Particle Experiment (HECPE) is to measure the fluxes of MeV electrons and tens of MeV protons. The two satellites of KuaFu-B are in the same polar orbit with apogee 7.0R_E, perigee 1.8R_E. They can sweep large L values and pass through the inner and outer radiation belts. The high energy electrons and protons in the radiation belts are principal sources for failures of satellites and spacecrafts in the Earth orbits. The enhancements of the high energy electrons and protons, so-called energetic particle events, are important phenomena of the Space Weather. The energy ranges monitored by HECPE are 0.3–0.5 MeV, 0.5–1.0 MeV, 1.0–2.0 MeV, and E > 2.0 MeV for electrons, 5–10 MeV, 10–20 MeV, 20–40 MeV, and 40–80 MeV for protons.     

Characterization of the near Earth radiation environment by Liulin type spectrometers

Comprehensive study of the dose, flux and deposited energy spectra shape data obtained by Liulin type spectrometers on spacecraft (five different experiments) and aircraft since 2001 is performed with the aim of understanding how well these parameters can characterize the type of predominant particles and their energy in the near Earth radiation environment. Three different methods for characterisation of the incoming radiation from Liulin spectrometers are described. The results revealed that the most informative one is by the shape of the deposited energy spectra. Spectra generated by Galactic Cosmic Rays (GCR) protons and their secondaries are with linear falling shape in the coordinates deposited energy/deposited per channel dose rate. The position of the maximum of the deposited energy spectra inside the South Atlantic Anomaly (SAA) region depends on the incident energy of the incoming protons. Spectra generated by relativistic electrons in the outer radiation belt have a maximum in the first channels. For higher energy depositions these spectra are similar to the GCR spectra. Mixed radiation by protons and electrons and/or bremsstrahlung is characterized by spectra with 2 maxima. All type of spectra has a knee close to 6.2 MeV deposited energy, which correspond to the stopping energy of protons in the detector. Dose to flux ratio known also as specific dose is another high information parameter, which is given by experimentally obtained formulae [Heffner, J. Nuclear radiation and safety in space. M. Atomizdat. 115, 1971 (in Russian)] connecting the dose to flux ratio and the incident energy of the particles.     

Highly Elliptical Orbits for Arctic observations: Assessment of ionizing radiation

The ionizing radiation environment was analyzed for a variety of potential Highly Elliptical Orbits (HEOs) with orbital periods ranging from 6 h to 24 h suitable to continuously monitor the Arctic region. Several models available from the ESA Space Environment Information System (SPENVIS) online tool were employed, including the new-generation AE9/AP9 model for trapped radiation. Results showed that the Total Ionizing Dose (TID) has a well-pronounced local minimum for the 14-h orbit, which is nearly identical to the overall minimum observed for the longest orbital period (24 h). The thickness of slab aluminum shielding required to keep the annual TID below 10, 5 and 3.33 krad (i.e. 150, 75 and 50 krad for 15 years of mission duration) for a 14-h orbit is 2.1, 2.7 and 3.1 mm respectively. The 16-h orbit requires an additional 0.5 mm of aluminum to achieve the same results, while the 24-h orbit requires less shielding in the order of 0.2–0.3 mm. Comparison between the AE8/AP8 and AE9/AP9 models was conducted for all selected orbits. Results demonstrated that differences ranged from −70% to +170% depending on orbit geometry.     

星敏感器瞬态效应仿真及抗干扰算法

分析星敏感器在南大西洋异常区(south atlantic anomaly,SAA)工作异常的机理,建立空间粒子干扰仿真模型;并在此基础上,提出星点甄别和帧间比对两种抗空间粒子干扰算法.仿真结果表明,SAA环境下采用改进后的算法,星敏感器在捕获和跟踪模式下其识别成功率高、耗时少,空间辐射环境适用性较强.     

中国空间磁层线辐射现象探究

对2008-2010年覆盖中国空间的DEMETER卫星电场探测数据进行分析,共识别出328例磁层线辐射（MLR）事件。根据已有MLR事件的频谱特征,研究了中国空间的MLR事件的特征及其可能的原因。对所有MLR事件进行统计分析,结果表明这些事件白昼的出现率高于夜晚,秋冬季的出现率高于春夏季;与地磁活动水平无明显关联,主要出现在中国中低纬度地区空间;频率间隔主要分布在55~95 Hz,频率漂移速率大都在0~0.4 Hz/s,并且频谱最高强度与地理纬度无明确关联。中国空间MLR事件的特征与中国空间所观测到的电力线谐波辐射（PLHR）事件的特征相似,与国外已发现的MLR事件的特征有所不同。