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岸基BDS-R海面测高及其观测值加权方法

北京航空航天大学学报 2024年第3期50卷 1015-1026页

作者：侯金华贺凯飞高凡储倜吴宇中国石油大学(华东)海洋与空间信息学院青岛266580 山东大学空间科学研究院威海264209 山东大学空间科学与物理学院威海264209

随着北斗三号卫星导航系统(BDS-3)的全球组网完成,其反射信号在全球导航卫星系统反射测量(GNSS-R)海面测高领域的应用也更加广泛。为研究BDS-3 B1C反射信号码延迟海面测高性能,以及多星测高数据组合方法,进行了基于B1C码信号的双天线岸... 详细信息

随着北斗三号卫星导航系统(BDS-3)的全球组网完成,其反射信号在全球导航卫星系统反射测量(GNSS-R)海面测高领域的应用也更加广泛。为研究BDS-3 B1C反射信号码延迟海面测高性能,以及多星测高数据组合方法,进行了基于B1C码信号的双天线岸基北斗卫星导航系统反射测量(BDS-R)码延迟海面测高实验。利用自主研发的GNSS-R测高软件接收机对实验数据进行事后处理,将测高结果与岸基同步观测的雷达测高仪所测海面高度值进行对比分析,并基于反射信号信噪比(SNR)和卫星高度角加权的方法对多星测高观测值进行加权计算,评定BDS-R海面测高精度。结果表明:自主研发的GNSS-R测高软件接收机可用于海面测高,基于B1C码信号的BDS-R海面测高精度有达到分米级的可能性;根据10 s观测数据平滑可以得到,单颗卫星B1C码信号最优测高结果的均方根误差(RMSE)为0.634 m,平均绝对误差(MAE)为0.507 m,多星测高观测值加权组合最优结果的均方根误差为0.538 m,平均绝对误差为0.500 m,明显优于单星观测精度,最大可提升70%,最小可提升17%;针对同一信号多星GNSS-R测高数据加权方法,应用综合考虑卫星高度角和反射信号信噪比的加权模型优于其他加权模型,测高精度分别比信噪比分段模型、正弦函数模型、指数函数模型、等权模型提升9.4%、9.5%、20.5%、35.2%。

关键词： B1C 北斗卫星导航系统反射测量软件接收机海面测高加权模型

低丰度缺中子稳定原子核的起源及核反应截面研究进展

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科学通报 2024年第21期69卷 3088-3098页

作者：程浩庞萱孙保华中国原子能科学研究院北京102413 北京航空航天大学物理学院北京102206

在质量数70~200范围内存在30多个低丰度、缺中子的稳定原子核(p-核).这些p-核的丰度(即它们占宇宙中总原子数的比例)很小,具体的合成机制尚不清楚,研究它们的起源是探索宇宙演化中不可或缺的一个重要环节.当前研究倾向于认为中重p-核主... 详细信息

在质量数70~200范围内存在30多个低丰度、缺中子的稳定原子核(p-核).这些p-核的丰度(即它们占宇宙中总原子数的比例)很小,具体的合成机制尚不清楚,研究它们的起源是探索宇宙演化中不可或缺的一个重要环节.当前研究倾向于认为中重p-核主要通过γ-过程来合成,即在较高的恒星等离子体温度下,在已有种子原子核上发生光致裂解反应、继而衰变等过程而产生.γ过程涉及上千个低丰度原子核和不稳定原子核,由于光核反应截面低,实验数据稀少,相关的光核反应率主要依赖Hauser-Feshbach统计模型预言,核物理的不确定度因此成为制约解答p-核产生机制的难点之一.本文回顾了研究p-核的实验方法,总结了相关的研究进展,探讨了计划开展的研究工作.

关键词：原子核元素起源核合成 γ-过程反应截面

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内蒙古二连断陷盆地陡带区地球物理响应及地震采集关键参数研究

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地质与勘探 2024年第3期60卷 530-538页

作者：王晓东李海东杨蕾付滨陈敬国王金宽田煜中国石油集团东方地球物理公司河北沧州062550 中国石油集团华北油田公司研究院河北沧州062550 中国石油集团东方地球物理公司河北涿州072751 中国石油大学(北京)地球物理学院北京102249

断陷盆地陡带区多沉积于湖盆的边界同生断层一侧,具有山高坡陡、近物源、沉积速度快的特点,多发育有冲积扇、近岸水下扇或扇三角洲,在地震相上多表现为楔形杂乱相、楔形空白相。本文所述内蒙古二连断陷盆地探区的陡带区沉积大量厚度大... 详细信息

断陷盆地陡带区多沉积于湖盆的边界同生断层一侧,具有山高坡陡、近物源、沉积速度快的特点,多发育有冲积扇、近岸水下扇或扇三角洲,在地震相上多表现为楔形杂乱相、楔形空白相。本文所述内蒙古二连断陷盆地探区的陡带区沉积大量厚度大、延伸长、无分选的粗细混合碎屑物质,造成地震资料存在能量弱、信噪比低、成像差的问题。为有效改善陡带区地震资料品质难以满足地质需求的问题,本文在对大量陡带区地震资料的分析,在充分分析陡带区沉积模式基础上完成了断陷盆地陡带区地球物理建模以及地球物理响应论证。认为大量的粗碎屑物质未经分选、快速沉积是导致断陷盆地陡带区地震采集资料反射能量弱、资料信噪比低、成像困难的直接原因。据此,通过充分的理论论证、模拟以及实际资料验证,推荐断陷盆地陡带区地震资料采集时采用较高的覆盖次数、相对适中的面元、较宽方位和适宜的炮检距。该成果可为类似地区的地震勘探提供参考借鉴。

关键词：断陷盆地陡带区粗碎屑地球物理响应地震采集二连断陷盆地内蒙古

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基于射频边缘滤波的多普勒测风激光雷达

光学学报 2024年

作者：吴柯南胡佳栋夏海云魏天问裘家伟南京信息工程大学大气物理学院中国科学技术大学地球和空间科学学院

相干多普勒测风激光雷达(CDWL)需要使用高计算复杂度的方法实时处理信号，这会阻碍具有高时空分辨率和远探测距离的便携式CDWL的发展。本文在CDWL中引入直接探测多普勒测风激光雷达(DDWL)中常用的边缘技术来进行实时数据处理，此边缘技... 详细信息

相干多普勒测风激光雷达(CDWL)需要使用高计算复杂度的方法实时处理信号，这会阻碍具有高时空分辨率和远探测距离的便携式CDWL的发展。本文在CDWL中引入直接探测多普勒测风激光雷达(DDWL)中常用的边缘技术来进行实时数据处理，此边缘技术基于射频边缘滤波器实现，无需同DDWL中的光学边缘技术一样进行激光源频繁校准和精确频率锁定。这种混合CDWL结合了DDWL和CDWL的优点，在实现相干探测的同时避免复杂的计算。在对比实验中，混合CDWL与传统CDWL的探测结果显示出良好的一致性，时空分辨率分别为30 m和0.1 s时，2 km内径向风速差小于±1 m/s。

关键词：激光雷达大气光学气溶胶探测光电子学

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布洛赫电子的拓扑与几何

物理 2024年第4期53卷 215-225页

作者：牛谦张明哲肖笛中国科学技术大学物理学院合肥230026 台湾师范大学物理系中国台北11677 华盛顿大学物理系和材料系西雅图98195

文章回顾了电子的拓扑几何理论发展的初期,大约二十多年的历史。首先介绍拓扑陈数在凝聚态物理中的两个重要应用。其一关于量子霍尔效应,绝缘条件下霍尔电导可以写成一个陈数拓扑不变量,从而解释实验结果的精确量子化。其二关于绝热泵浦... 详细信息

文章回顾了电子的拓扑几何理论发展的初期,大约二十多年的历史。首先介绍拓扑陈数在凝聚态物理中的两个重要应用。其一关于量子霍尔效应,绝缘条件下霍尔电导可以写成一个陈数拓扑不变量,从而解释实验结果的精确量子化。其二关于绝热泵浦,它描述布洛赫能带的绝热电流响应,与电子极化有密切联系。拓扑陈数是布里渊区上贝里曲率的积分,后者本身也有独立的物理意义。接着介绍贝里曲率对电子动力学的影响,包括反常速度和轨道磁化等概念。作者还将这个理论推广到多带情况,使其可以应用到自旋输运等现象。最后,文中展示了再量子化方法,从半经典模型来获得布洛赫电子的有效量子理论。在非相对论极限下,泡利—薛定谔方程可以看作是狄拉克电子在正能谱上的等效量子理论,其中的自旋轨道耦合即是一种几何物理效应。

关键词：贝里相位贝里曲率拓扑陈数量子霍尔效应绝热泵浦半经典动力学反常速度相空间态密度泡利—薛定谔方程广义派尔斯替换

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城市热浪与冠层热岛协同作用研究进展与展望

地球科学进展 2024年第4期39卷 331-346页

作者：杨元建罗芙薛捷升宗莲田伟守石涛南京信息工程大学大气物理学院江苏南京210044 芜湖市气象局安徽芜湖241000

城市化的加速和人口聚集不仅加剧了城市冠层热岛效应,还影响高温热浪事件,二者的叠加效应将严重影响城市发展和居民健康。目前部分研究认为热浪与热岛之间存在协同加强的变化特征,但是热浪与城市热岛的叠加效应仍存在较大差异性。通过... 详细信息

城市化的加速和人口聚集不仅加剧了城市冠层热岛效应,还影响高温热浪事件,二者的叠加效应将严重影响城市发展和居民健康。目前部分研究认为热浪与热岛之间存在协同加强的变化特征,但是热浪与城市热岛的叠加效应仍存在较大差异性。通过全面回顾和总结国内外关于热浪与热岛协同作用差异性方面的研究,并从气候背景、局地环流以及城市形态等方面探讨了城市高温的形成机制。在不同气候背景和局地环流条件下,热浪与热岛协同作用呈现出显著的时空差异性,尤其是局地环流的调节作用不可忽视。近10年提出的局地气候区分类在热浪与热岛协同作用方面的研究已经取得了一些成果,但是有必要从城市三维形态方面入手进一步探索其响应特征。目前,未统一标准的热浪定义对深入理解热浪—城市热岛相互作用带来了不确定性。当下需要更全面地了解热浪和热岛带来的城市过度变暖的时空差异性及其形成机制和调节因素,为高温监测和城市居住环境改善提供更详细的指导和理论支撑。

关键词：城市热岛高温热浪协同作用差异性驱动因子城市微气候

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高熵化透明陶瓷研究进展

硅酸盐学报 2024年第3期52卷 945-972页

作者：韩文瀚朱兴华承刚郭浩李诗睿顾博森卢开雷卢铁城叶昱成齐建起四川大学物理学院成都610064 高能量物理及技术教育部重点实验室成都610064 四川文理学院四川达州635000 辐射物理及技术教育部重点实验室成都610064 香港大学李嘉诚医学院中国香港999077

透明陶瓷作为一种具有优异理化性能的结构功能一体化材料,多年来已在诸多领域替代传统透明材料进行使用,如固态照明、高功率固体激光器、高密度屏蔽窗口、光学元件及光电器件等,而近年来高熵陶瓷的研究为透明陶瓷的进一步发展提供新思... 详细信息

透明陶瓷作为一种具有优异理化性能的结构功能一体化材料,多年来已在诸多领域替代传统透明材料进行使用,如固态照明、高功率固体激光器、高密度屏蔽窗口、光学元件及光电器件等,而近年来高熵陶瓷的研究为透明陶瓷的进一步发展提供新思路。透明陶瓷高熵化使其可利用高的构型熵来改善或提升其力、热、光学等性能,从而实现更多领域、更深层次的功能化应用。综述了作为高熵透明陶瓷潜在结构的几种陶瓷体系的结构、制备、性能和应用进展,详细介绍了当前透明陶瓷高熵化研究的现况,并对其未来的发展及应用进行展望。

关键词：透明陶瓷高熵化光功能材料

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基于锚杆预紧力的深部硬岩岩爆监测及防控研究

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岩石力学与工程学报 2024年第S1期43卷 3498-3506页

作者：张晓君刘啸何俊玲山东理工大学资源与环境工程学院山东淄博255000 山东理工大学矿山工程技术研究所山东淄博255000 中国地球物理学会工程物探检测重点实验室湖北武汉430010

针对深部硬岩岩爆监测及防控研究的不足,提出锚杆预紧力岩爆监测方法,研制锚杆预紧力监测系统,开展锚固体试样双轴压缩试验,分析锚杆预应力和垫板,确定岩爆防控的锚杆间距设计方法。结果表明,锚杆预紧力对硬岩微小变形具有很强的敏感性... 详细信息

针对深部硬岩岩爆监测及防控研究的不足,提出锚杆预紧力岩爆监测方法,研制锚杆预紧力监测系统,开展锚固体试样双轴压缩试验,分析锚杆预应力和垫板,确定岩爆防控的锚杆间距设计方法。结果表明,锚杆预紧力对硬岩微小变形具有很强的敏感性,与岩爆变形损伤破裂演化进程具有很好的对应关系,可以通过监测锚杆预紧力来预测岩爆;与即时岩爆相比,时滞型岩爆表现为锚杆预紧力呈现多个明显的突增峰值;随着锚固围岩的深度增加,锚杆预应力不断衰减,影响范围不断增加;随着压力扩散角增加,锚杆预应力随深度衰减越快,影响范围增加越明显;定义了临界深度,给出了临界深度公式,基于临界深度得出了优化的锚杆垫板间距公式,提出了用于锚杆间距设计的锚杆预应(紧)力原理,得到了优化的锚杆垫板设计间距,该设计方法突出了对围岩浅部的控制,特别适用针对岩爆等围岩灾害的浅部防控设计;锚杆垫板与围岩表面接触情况影响锚固效果,应确保垫板与围岩表面充分接触,保证锚杆预紧力通过垫板向围岩表面及内部有效传递和产生作用;研究结果对预应力锚杆锚固机制、岩爆监测、预测预报及防控等具有很好的指导和借鉴意义。

关键词：岩石力学深部硬岩锚杆预紧力岩爆监测垫板流变接触系数

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基于学生学习过程引导视角的中美高中物理教材比较研究——以力学部分内容为例

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物理教学 2024年第5期46卷 70-76页

作者：高月于一真郭芳侠陕西师范大学物理学与信息技术学院陕西710119

基于学生学习过程引导视角从定向、执行、反馈三个环节七个维度对中国2019年人教版高中《物理》和美国2013年版《物理:原理与问题》中译本两版教材的力学部分进行量化分析。分析得出:两国教材的学习过程引导设计各有所长。两国教材的动... 详细信息

基于学生学习过程引导视角从定向、执行、反馈三个环节七个维度对中国2019年人教版高中《物理》和美国2013年版《物理:原理与问题》中译本两版教材的力学部分进行量化分析。分析得出:两国教材的学习过程引导设计各有所长。两国教材的动机激发大部分都选择通过提供情境素材或提供情境素材并设置情境问题来进行,中国水平稍高;目标生成方面的设计都需要进一步改善;旧知激活方面,都注重向学生展示新旧知识间的联系,以促进新知识生成;新知理解方面,两国教材大都通过让学生参与思维性或体验性活动来理解新知识;新知应用方面,中国教材在安排实践性应用活动上还有所欠缺;梳理总结方面,中国教材需要改进,需注重帮助学生建立知识架构;检测反思方面,两国教材都选择课后习题的方式进行,水平适中,但需要重视对知识生成方法的考查。

关键词：学习过程设计教材比较高中物理