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基于N-EKF的非合作低轨目标双星无源定位跟踪算法

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系统工程与电子技术 2024年第5期46卷 1777-1782页

作者：李罗钢路鹰晁鲁静任金磊中国航天科技创新研究院北京100088

针对两颗天基光学卫星对低轨非合作目标进行无源定位跟踪的问题,提出了一种基于Newton迭代与扩展卡尔曼滤波(Newton iteration and extended Kalman filter,N-EKF)的定位跟踪算法。首先,将基于角度测量信息的双星观测模型转化为双直线... 详细信息

针对两颗天基光学卫星对低轨非合作目标进行无源定位跟踪的问题,提出了一种基于Newton迭代与扩展卡尔曼滤波(Newton iteration and extended Kalman filter,N-EKF)的定位跟踪算法。首先,将基于角度测量信息的双星观测模型转化为双直线公垂线中点问题,并进一步转化为非线性方程问题,使用Newton迭代算法得到非合作目标的初始定位信息。然后,采用扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)方法,在初始定位信息基础上,结合近地轨道动力学模型,实现对非合作在轨目标的精确跟踪滤波。最后,通过仿真验证了所提方法的可行性及优势。

关键词：双星无源定位非合作低轨目标跟踪滤波

陆地观测卫星遥感产品真实性检验场网建设的思考与实践

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遥感学报 2024年第4期28卷 805-824页

作者：马灵玲周翔王宁陶醉赵永光朱小华高彩霞杨健高海亮杨宏肖青李强子吕婷婷张风丽臧文乾中国科学院空天信息创新研究院北京100094

遥感产品真实性检验作为衔接遥感数据产品与应用服务的重要过程,是遥感数据产品高质量应用的必要保证。多年来,国内外建设了不少面向陆地遥感产品的真实性检验站点,但由于陆表过程和观测目标的高度复杂性、遥感卫星载荷产品的多样性、... 详细信息

遥感产品真实性检验作为衔接遥感数据产品与应用服务的重要过程,是遥感数据产品高质量应用的必要保证。多年来,国内外建设了不少面向陆地遥感产品的真实性检验站点,但由于陆表过程和观测目标的高度复杂性、遥感卫星载荷产品的多样性、陆地遥感产品演变的动态性,在典型特性表征—要素测量—样本优化—弹性服务全过程中的理论运用与技术实现仍显不足,规模化基础设施有待进一步发挥可持续运行的服务价值。本文分析了真实性检验地面观测场网、地面参考真值获取技术、遥感产品综合检验服务的国内外现状与发展趋势,进而从理论方法体系化着手,提出在地统计学的空间变异理论、计量学的不确定性理论、运筹学的最优化理论等基础之上,研究真实性检验场网空间代表性表征、测量基准不确定性度量及传递、多途径检验结果综合定权合成、样本集与待检产品的最优匹配等方法,发展形成陆地观测卫星真实性检验场网方法体系框架。对标国家空间基础设施重大工程建设和关键共性产品的应用需求,综合考虑整体布局、产品覆盖完备性、时空基准一致性和可追溯性等因素,统筹建设完善真实性检验站网、航空协同真实性检验系统、基准参考构建及传递系统以及高精度检验服务系统,形成符合中国实际的陆地观测卫星遥感产品真实性检验技术方案。文章对于完善真实性检验场网理论方法体系,“用足”、“用好”国产陆地观测卫星遥感数据,提升定量化应用水平具有重要意义。

关键词：陆地观测卫星遥感产品真实性检验基准参考测量服务系统理论方法体系

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透视地球——新一代对地观测技术

遥感学报 2024年第3期28卷 529-540页

作者：周翔潘洁吴一戎中国科学院空天信息创新研究院北京100094

地球系统的观测正从看清地球的样貌深入拓展到探测、分析、认知地球圈层的内在。基于天基、空基、陆基等观测平台,利用电磁、微波、激光和重力等穿透性、多维度、高密度的新型透视遥感探测前沿技术,“透视地球”对大气圈、水圈、生物圈... 详细信息

地球系统的观测正从看清地球的样貌深入拓展到探测、分析、认知地球圈层的内在。基于天基、空基、陆基等观测平台,利用电磁、微波、激光和重力等穿透性、多维度、高密度的新型透视遥感探测前沿技术,“透视地球”对大气圈、水圈、生物圈、岩石圈等地球空间物理要素、内部结构及其演变过程进行精细、综合探测,获取地球各圈层更“精确”、更“深层”的信息,成为新一代对地观测技术发展的积极探索和重要方向。本文阐述了透视地球的概念和内涵,依据“透视方法—载荷集成—探测试验—参数反演—效能验证”的设计思路,提出透视地球原型系统的构建方案。通过多谱段耦合、多物理量融合,提升空基跨平台协同探测能力,改进遥感观测的信息维度、尺度和密度,以透视视角拓展人类对各圈层的认知边界,推动地球系统重大科学问题的突破,提升人类进行资源开发与利用、预测应对极端天气事件及环境变化的能力。

关键词：透视地球遥感对地观测大气森林固体地球海洋

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基于太阳导行镜测量的高精度姿态确定算法

系统工程与电子技术 2024年第1期46卷 245-253页

作者：陈炳龙王磊刘帮周衡中国科学院微小卫星创新研究院上海201306

先进天基太阳天文台卫星(advanced space-based solar observatory satellite,ASO-S)的主要任务是对日观测,对卫星姿态确定精度提出了较高的要求。为此,提出了一种新的姿态确定算法使用ASO-S科学载荷太阳导行镜(Sun guide telescope,SGT... 详细信息

先进天基太阳天文台卫星(advanced space-based solar observatory satellite,ASO-S)的主要任务是对日观测,对卫星姿态确定精度提出了较高的要求。为此,提出了一种新的姿态确定算法使用ASO-S科学载荷太阳导行镜(Sun guide telescope,SGT)测量卫星指向与太阳中心的偏差角,以及对光纤陀螺(fiber optic gyro,FOG)和星敏感器(star trackor,STR)测量值进行姿态确定。将卫星本体系姿态四元数矢部和FOG常值零位漂移作为状态变量,STR和SGT观测值作为测量变量,设计扩展卡尔曼滤波器(extended Kalman filter,EKF)。通过数学仿真验证本文所设计姿态确定算法的正确性与稳定性。最后,利用ASO-S在轨遥测数据进行验证,基于SGT测量的姿态确定算法可显著提高卫星非对日方向的姿态角估计精度,可优于0.2″(3σ)。

关键词：对日观测姿态确定太阳导行镜扩展卡尔曼滤波器

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深海垂直阵直达声区目标反卷积定位方法

声学学报 2024年第4期49卷 636-646页

作者：吕嘉辉罗再磊沈同圣国防科技创新研究院前沿交叉技术研究中心北京100071

深海声源定位的常规方法通常是利用水听器阵列接收声源信号的多途到达信息与仿真结果进行匹配实现定位。针对常规方法难以直接提取相近多途到达角的问题,提出了一种基于反卷积的深海垂直阵水下目标定位方法。该方法采用自适应迭代的频域... 详细信息

深海声源定位的常规方法通常是利用水听器阵列接收声源信号的多途到达信息与仿真结果进行匹配实现定位。针对常规方法难以直接提取相近多途到达角的问题,提出了一种基于反卷积的深海垂直阵水下目标定位方法。该方法采用自适应迭代的频域Richardson-Lucy算法对深海声源目标多途到达角进行直接估计,通过匹配声场到达角特征模板实现测距与定深。仿真和实验结果表明,该定位方法比常规方法有着更高的定位精度与适用性,并且具有较高的计算效率。

关键词：水声目标定位直达声区多途到达角反卷积

炭材料在电解水制氢耦合有机氧化方面的研究进展

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新型炭材料（中英文） 2024年第1期39卷 64-77页

作者：王治栋夏天栗振华邵明飞北京化工大学北京100029 衢州资源化工创新研究院浙江衢州324000

利用可再生能源(太阳能、风能)发电进行电解水制氢是获取“绿氢”的必经之路。然而,目前电解水制氢仍面临电解效率低和能耗高的巨大挑战。通过将电解水体系与热力学上更有利的有机氧化反应耦合是解决上述问题的重要途径,在有效提升阴极... 详细信息

利用可再生能源(太阳能、风能)发电进行电解水制氢是获取“绿氢”的必经之路。然而,目前电解水制氢仍面临电解效率低和能耗高的巨大挑战。通过将电解水体系与热力学上更有利的有机氧化反应耦合是解决上述问题的重要途径,在有效提升阴极产氢效率的同时还可以在阳极获得高附加值化学品(用于进一步分摊并降低制氢成本)。这一新兴领域的发展关键在于制备具有高选择性和高稳定性的催化材料。碳基材料具有来源丰富、比表面积高、孔隙率高等优点,在高性能有机电氧化和电解水析氢催化剂方面引起了科研人员的广泛关注。本研究总结了碳基材料在电解水制氢耦合有机氧化方面的最新研究进展,并讨论了该材料在这一新兴电催化领域的发展前景和面临挑战,以推进新型炭材料的发展。

关键词：炭材料氢气电解水有机物氧化电催化

PLA增强改性PBAT/CaCO/PEG400复合材料的制备及性能研究

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化工新型材料 2024年

作者：王颖赛张智强徐佳呼庆王平沈陆一雄安创新研究院

针对聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯（PBAT）材料拉伸强度低的问题，通过物理共混法制备聚乳酸（PLA）增强的PBAT复合材料，研究了PLA用量对PBAT拉伸性能、微观相结构、热力学性能及化学组成的影响。进一步加入聚乙二醇400（PEG400）后... 详细信息

针对聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯（PBAT）材料拉伸强度低的问题，通过物理共混法制备聚乳酸（PLA）增强的PBAT复合材料，研究了PLA用量对PBAT拉伸性能、微观相结构、热力学性能及化学组成的影响。进一步加入聚乙二醇400（PEG400）后，将复合材料制备成膜，并对薄膜拉伸性能和微观形貌进行研究。结果表明：随着PLA占比的提升，PBAT/PLA/CaCO3复合材料的拉伸强度先增加后减小，而其断裂伸长率减小；PEG400的加入虽然在一定程度上降低了PBAT/ PLA/CaCO3复合材料的拉伸强度，但其提升了PBAT与PLA的相容性，故可显著提升复合材料的断裂伸长率；PLA含量为10%时，PBAT/PLA/CaCO3/PEG400复合材料的拉伸强度和断裂伸长率较纯PBAT分别提升了9.43%和6.94%，使其应用范围得到广泛扩展。

关键词：高分子材料学聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯聚乳酸复合材料薄膜力学性能

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基于离子阱中离子晶体的热传导的研究进展

物理学报 2024年第3期73卷 17-30页

作者：李冀陈亮冯芒广州工业技术研究院广州511458 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院武汉430071

热传导现象是物理学中最重要的研究课题之一,特别是近年来,随着对单分子器件研究的不断深入,人们越来越关注低维(一维和二维)微观系统的热传导问题.离子阱中的离子晶体处于真空环境中,没有与外部环境进行能量交换,其晶体结构和温度可以... 详细信息

热传导现象是物理学中最重要的研究课题之一,特别是近年来,随着对单分子器件研究的不断深入,人们越来越关注低维(一维和二维)微观系统的热传导问题.离子阱中的离子晶体处于真空环境中,没有与外部环境进行能量交换,其晶体结构和温度可以通过电场和光场精确操控,为研究低维晶体在经典或量子状态下的热传导提供了理想的实验平台.本文综述了近年来离子晶体中热传导的理论研究,包括一维、二维和三维模型中温度分布和稳态热流的计算方法,以及在不同维度离子晶体构型下热流与温度分布的特性.此外,还讨论了无序度对离子晶体热导性的影响.

关键词：离子阱离子晶体热传导结构相变

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波转子的驱动力形成机理数值模拟研究

工程热物理学报 2024年第3期45卷 725-732页

作者：产世宁陈叶宇李凤超付超北京航空航天大学宁波创新研究院先进飞行器与空天动力创新研究中心宁波315800 中国航空发动机研究院北京101304 北京航空航天大学航空发动机研究院北京102206

自旋波转子用气流的驱动力维持转子旋转,能够显著简化波转子发动机系统结构、提高可靠性。通过数值模拟方法研究不同几何通道内部流动现象对切向驱动力的影响,解释波转子的驱动力形成机理。结果表明:弯曲几何通道中的激波/膨胀波在传播... 详细信息

自旋波转子用气流的驱动力维持转子旋转,能够显著简化波转子发动机系统结构、提高可靠性。通过数值模拟方法研究不同几何通道内部流动现象对切向驱动力的影响,解释波转子的驱动力形成机理。结果表明:弯曲几何通道中的激波/膨胀波在传播过程中,波面发生倾斜,导致每个通道上下壁面间存在压差,多个通道的正向压差累积最终形成正向驱动力,实现波转子自旋。

关键词：自旋波转子驱动力弯曲通道数值模拟