利用低轨道卫星地磁观测反演电离层电流概述

随着现代卫星技术的发展,携带高精度磁力计的低轨道卫星成为地磁场观测的重要手段,可以提供全球持续的磁场观测,而不受地面和低空天气条件的影响.空间电流,特别是电离层电流,是引起地表和低轨道卫星高度处磁场扰动的主要来源.本文简要介绍了低轨磁测卫星的发展历史和在轨定标流程与方法,回顾了电离层电流的起源、研究历史及产生机制,并详细介绍了利用卫星磁测数据反演电离层不同电流的方法.基于地基和卫星磁测对同一电流的分析结果并不总是一致的,有时会出现明显的差异.造成这些差异的原因可能与采用不同的数据源(比如地基与卫星、卫星与卫星之间)及反演算法中的假设有关.基于有限的观测,在反演中通常要对电流的几何形状和所在位置进行一定的假设,而这些假设可能并不完全满足实际电流的分布.因此,将地基台站和卫星磁测结合起来,通过对比和交叉验证,是检验和改进电离层电流反演算法中假设的合理性的一种有效手段.利用融合后的磁场观测数据,建立更准确的电离层电流反演算法,全面分析电流的形态学和气候学特征,建立以地球磁场信号为媒介的空间天气监测理论与方法,将有助于提升人们对电离层发电机理论、磁层状态以及电离层与磁层之间能量耦合途径等科学问题的理解.

高压水射流辅助锥形PDC齿破碎花岗岩试验研究

深部地层岩石硬度高、研磨性强、可钻性差,地质条件复杂、施工难度大,高压水射流辅助钻井可有效延长钻头寿命,提高钻进效率。采用室内试验与理论分析相结合的方法,开展了高压水射流辅助锥形PDC齿破碎花岗岩试验,分析了高压水射流辅助锥形PDC齿和常规PDC齿破碎花岗岩特性,揭示了射流压力、喷射距离、喷嘴直径及喷射角度等因素对锥形PDC齿破岩效果的影响规律。研究结果表明:在高压水射流辅助破岩条件下,锥形PDC齿与常规PDC齿的破岩比能分别降低了17.36%与19.63%;射流压力越大,射流辅助锥形PDC齿破岩效果越好;在研究条件下,喷距范围为5~10 mm可使水射流辅助锥形PDC齿破岩效果最佳;当喷嘴直径为2 mm时,切削力离散系数最小;喷射角度为30°时,锥形PDC齿切削力与破岩比能达到最小值;喷射角度为20°时,切削力离散系数最小,切削力最稳定。研究结果可为适用于深部硬岩钻井的锥形PDC钻头水力结构设计与优化提供理论支撑。

贝伐珠单抗联合化疗治疗转移性结直肠癌的效果研究

目的:研究贝伐珠单抗联合化疗治疗对转移性结直肠癌(MCRC)患者的肿瘤标志物及机体免疫的影响。方法:选取2021年3月—2022年12月经九江市第一人民医院确诊为MCRC的患者78例,按随机数字表法分组,每组39例。对照组仅接受FOLFOX-6方案化疗,观察组基于对照组化疗条件施加贝伐珠单抗靶向治疗,比较两组方案近期疗效、治疗前后肿瘤标志物[癌胚抗原(CEA)、糖类抗原19-9(CA19-9)、生殖细胞特异性蛋白DDX4(DDX4)]和机体免疫状况[CD3^(+)、CD4^(+)、自然杀伤细胞(NK)]。结果:观察组客观有效率、疾病控制率均高于对照组(P<0.05)。治疗后,观察组3项肿瘤标志物(CEA、CA19-9及DDX4)检测值均低于对照组(P<0.05)。治疗后,观察组3项机体免疫指标(CD3^(+)、CD4^(+)及NK)检测值均高于对照组(P<0.05)。结论:贝伐珠单抗联合化疗治疗能够提升MCRC患者的近期治疗效果,降低肿瘤标志物水平,或与其可调节机体免疫状况有关。

地磁平静期赤道电集流的建模研究

本文利用Swarm-A卫星从2013年11月到2023年2月近十年观测的赤道电集流(Equatorial Electrojet,EEJ)数据,挑选地磁活动平静时(Kp≤3)EEJ的峰值电流密度为研究对象,构建了一个以经度、地方时、季节、太阳辐射通量和月相为参数的EEJ经验模型.将模型计算的EEJ与上述建模所用的Swarm-A卫星实测的EEJ进行比较发现,两者的相关系数约为0.76,平均绝对误差(均方根误差)约为20.91(27.32)mA·m^(-1).该模型可较好地反映Swarm-A卫星从2013年11月到2023年2月观测到的EEJ典型特征,比如,EEJ的幅度随着太阳辐射通量的增加而增加;EEJ有明显的日变化特征,在正午出现峰值,日出附近常出现反向EEJ;EEJ随经度变化呈现显著的波状结构;EEJ的季节变化特征明显,二分季节附近出现峰值,二至季节附近出现谷值;月相对EEJ产生明显影响,正午的EEJ在新月和满月附近出现极大值.为了进一步检验上述建立的EEJ模型的性能,我们利用Swarm-B卫星2013年11月到2023年2月期间地磁平静条件下观测的EEJ数据,对上述模型进行了验证,结果表明本文所建立的EEJ模型能较好地重现Swarm-B卫星观测的EEJ变化.

太阳辐射通量对星载朗缪尔探针等离子体密度测量精度的影响

本文利用Swarm C卫星和CHAMP卫星搭载的朗缪尔探针测量的电离层就位等离子体密度数据和位于Arecibo及Jicamarca两座非相干散射雷达测量的电子密度数据进行了详细、全面的对比.除此之外,本文还使用了利用GRACE卫星星间测距系统(K-Band Ranging system,KBR)计算得到的星间平均电子密度作为进一步对比.总体上来看,Swarm C、CHAMP和GRACE三颗卫星都与两台地基非相干散射雷达观测数据展现出了良好的线性关系,相关系数分别达到了0.96,0.97,0.96.不同的是,Swarm C卫星与雷达观测间的误差表现出了对太阳辐射通量的依赖,而该依赖关系在CHAMP和GRACE卫星等离子体密度数据中却不明显.结合三颗卫星飞行期间其所处高度及太阳辐射通量的变化,我们认为星载朗缪尔探针的测量结果与探头周围的离子成分有密切关系.比如,在Swarm卫星的数据反演算法中没有考虑离子成分变化对等离子体密度反演精度的影响.在太阳活动低年,较轻的离子(比如H~+)从等离子体层向下扩散到Swarm卫星轨道高度时,其朗缪尔探针就会高估探头周围的等离子体密度.这一影响主要出现在太阳活动低年,且在夜侧要显著大于日侧.与Swarm卫星不同的是,CHAMP卫星的轨道高度随着时间下降(从450 km降至320 km)与太阳辐射通量水平下降的趋势一致,导致CHAMP卫星高度的离子成分变化不明显,其等离子体密度测量误差没有展现出对太阳活动的依赖性.此外,虽然GRACE卫星在2008—2009极低太阳活动年期间,其轨道高度维持在约480 km,但其测量方法并不依赖于卫星周围离子成分的变化,因此其测量结果与雷达观测间的误差也未表现出明显的太阳活动依赖.该对比结果显示了基于GRACE星间测距系统得到的顶部电离层等离子体密度可以为其他基于朗缪尔探针测量的低轨道卫星提供很好的绝对值参考,有助于其他卫星等离子体密度测量的在轨标较.

基于北斗GEO卫星观测的桂林地区TEC空间梯度研究

小尺度的总电子含量(TEC)梯度异常会显著影响区域电离层模型以及地基增强系统(GBAS)的精度。因此,为了提高区域电离层模型的准确性和GBAS导航定位的精度,深入研究小尺度的TEC空间梯度显得尤为重要。为了研究中小尺度的空间梯度,利用2019—2022年间桂林地区全球卫星导航系统(GNSS)接收机的北斗地球静止轨道(GEO)卫星数据,对中国低纬地区(23°N 107.9°~113.1°E)电离层的TEC空间梯度进行研究分析。根据3颗北斗GEO卫星对地形成的3个相邻穿刺点(从西至东,依次编号为C02,C03,C01)的TEC观测值,构成C02-C03与C03-C01两个约为300 km尺度区域(107.9°~110.3°E,110.3°~113.1°E)的TEC梯度观测。统计结果显示,C02-C03区域的空间梯度基本为西向;而C03-C01区域的空间梯度在1~4月与9~12月为东向,5~8月为西向。这表明2个相邻区域的空间梯度在季节变化上存在差异,揭示了中小尺度空间梯度具有显著的局地效应。此外,地方时差并非空间梯度事件的主要原因。在太阳活动高年,背景TEC较高,空间梯度事件更易发生。梯度事件发生率的半年变化是TEC半年异常的体现。空间梯度事件在不同地磁条件下的发生率相似。

磁流变智能阻尼器的工作原理及设计

介绍了磁流变智能阻尼器的结构和工作原理 ,重点从线圈缠绕方式、结构参数和磁路设计等方面对磁流变阻尼器设计中应注意的一系列关键性技术问题作了详细归纳 ,并对已设计出的阻尼器进行了实验 ,分析了磁流变阻尼器的性能 。

基于FFT分形滤波的地球化学异常信息提取

本文尝试采用多重分形方法分析地球化学数据作快速傅里叶变换后的功率谱数据,确定区域背景和局域背景的截止频率,并使用此频率对原始数据分别做低通滤波处理以提取异常信息。传统统计方法确定的异常范围最大,且在测区东部出现了一条南北走向的异常区,主要原因是前期对原始数据进行了迭代剔除,异常下限的确定并非由全部数据而是由背景数据确定;区域背景提取由于背景值是动态的,可以还原测区地球化学场的空间结构,提取的异常范围更小,浓集趋势更明显;局域背景提取的异常由于受高背景值控制,出现在测区东部的异常消失,异常范围和强度也均不及区域背景提取的异常大。

履带车辆半主动悬挂系统建模与仿真

履带车辆半主动悬挂系统的建模,先作模型假设和简化,建立其系统二自由度振动模型。选定状态变量,得出悬挂系统状态方程和振动微分方程。利用线性最优控制的半主动控制算法算出控制力,并用 Simulink 对典型沙土路面激励下某型履带车辆半主动悬挂系统的响应仿真,结果表明该算法能很好控制车体位移和加速度。

磁流变器件设计中的关键技术

详细总结了磁流变器件对磁流变液性能指标的要求,概括了磁流变器件的工作模式,研究了磁流变器件结构参数的设计要点。从磁芯材料选择、磁场方向确定和磁路设计步骤三方面总结了磁流变器件磁路设计的一般方法。最后以剪切阀式磁流变阻尼器的磁路设计为例,对磁路设计的过程进行了深入研究,可为磁流变器件的设计提供技术参考和经验借鉴。

冷凝式燃气热水器技术及应用

冷凝式燃气热水器作为高效的燃气燃烧设备,具有较大的节能潜力,但由于目前国内天然气价格各地差异较大,其在不同地区使用后的经济效益差别也较大。为此,介绍了冷凝式热水器的国内外发展情况,阐述了目前冷凝式热水器所采用的换热器结构形式和原理,提出了防腐的技术对策,并结合目前国内较为典型的城市天然气价格及冷凝式热水器的销售价格,采用净现值法对其进行了节能效益分析,指出在目前民用天然气价格条件下,冷凝式热水器与常规热水器相比,前者节能效果显著,尤其在天然气价格较高地区,冷凝式燃气热水器效率越高、容量越大,其节能效益就越显著。

6W@80K气动分置式斯特林制冷机轻量化设计和性能优化

介绍了一台由中国科学院上海技术物理研究所研制的6 W@80 K气动分置式斯特林制冷机样机,主要包括压缩机的轻量化设计和整机制冷性能的优化。该制冷机包括动磁式直线压缩机和气动膨胀机,制冷机整机质量为5.5 kg。压缩机采用两个对置布置的动磁式直线电机驱动,板弹簧支撑和无摩擦的间隙密封技术。经过对直线压缩机的结构优化,在6 W@80 K的制冷性能下,压缩机的输入电功从原来的163 W降低到106 W。

嵌入式机器视觉系统设计

机器视觉系统是智能机器人的一个重要标志,也是近年来的一个研究热点,现有研究成果在系统复杂度、价格和性能之间很难达到平衡。针对此问题,设计了一个CMOS摄像头为图像采集设备、DMCU为核心处理器的嵌入式机器视觉系统,并实现了实时双目测距。该系统简单、实时性好。

基于DirectShow的多线程视频采集系统

立体视觉系统是拟人机器人重要组成部分。为满足立体视觉系统的特殊要求,提出了基于DirectShow技术的多线程视频采集系统。该系统实现了同步采集2个USB摄像头数据,具有结构简单、实现方便的特点,是立体视觉开发的良好平台。

剪切阀式磁流变减振器力学特性实验研究

本文对剪切阀式磁流变减振器的结构和工作原理作了介绍,基于平板模型对其结构进行简化,采用叠加法得出了其阻尼力的理论计算模型。利用材料试验机(MTS)分别在不同电流、振幅、速度和频率等条件下,对自行研制的剪切阀式磁流变减振器的动态特性进行了实验研究,得出了相应的实验曲线。实验结果表明剪切阀式磁流变减振器具有优良的电控阻尼力特性,且振幅、速度和频率等因素对其阻尼力有着重要影响,另外也对其阻尼力的理论计算公式作了验证。

村民参与式古村落保护模式研究——基于社会网络的建构

村民是古村落保护的主体,研究认为村民的组织动员及意愿表达机制是村民参与保护的关键。通过"村民本位"的社会网络建构将原子化的村民组织起来,通过村民参与的自上而下的保护和村民自下而上的日常性保护措施健全村民参与的意愿表达机制,最终建构村民参与的古村落保护模式。

基于竞争机制的双目视觉匹配与实时测距

利用立体视觉系统实现移动机器人避障具有探测范围宽,目标信息完整等优势。从立体视觉中提取距离信息是计算机视觉的热点问题,其困难在于图像匹配问题。文章提出了一种基于竞争机制实现立体视觉匹配的方法。该方法将匹配问题映射为一个矩阵,其元素代表可能匹配的像点。根据匹配约束,匹配矩阵元素之间竞争,最后胜出者即为最优匹配点。获得匹配点后,根据摄像机透射投影模型恢复图像深度信息。实验结果表明,该方法需处理数据少、计算简便、适于实时测量。

基于并行RBF神经网络的机器人逆运动求解

机器人逆运动求解的传统方法因为需要大量公式推导往往繁琐复杂,新出现的基于神经网络的算法又存在一定的局限和不足,所以,文章在分析现有神经网络模型的基础上致力于找到一种简单快速的求解方法。考虑到RBF神经网络在非线性函数逼近中的优秀表现,文章将两个相同结构的RBF神经网络应用于机器人逆运动求解中。以NACHI-MZ04型机器人为例,首先建立其运动学模型并在此基础上得到用以训练和测试神经网络的数据,然后基于Matlab nntool搭建网络模型并分别对网络进行训练和测试,最后得到满足精度要求的网络模型。结果表明,该方法在逆运动求解问题中应用效果良好,具有一定的推广价值。

基于潜在语义对偶空间的跨语言文本分类研究

当今互联网上语言呈现多样性趋势,如何组织这些多语言的资源成为研究的热点。通过对双语平行语料库提取语义对应关系,构建潜在语义对偶空间,把双语文档映射到此概念空间后,实现跨语言分类。并通过改变训练集样本大小及语言构成来验证模型的分类性能。实验结果表明基于潜在语义对偶空间的跨语言文本分类具有良好的稳定性和准确度。

磁流变阻尼器力学特性及其在车辆悬挂系统中的应用

对磁流变阻尼器的力学特性进行了理论分析和实验研究,得出了其阻尼力与电流、振动速度和振幅等因素之间的变化关系,并将该阻尼器应用于车辆悬挂系统中,建立了基于该阻尼器的履带车辆振动模型,提出了相应的半主动控制算法,对路面激励下悬挂系统的控制效果进行了仿真,结果表明,将磁流变阻尼器应用于履带车辆的悬挂系统可以大大减小车体响应,有着广阔的工程应用前景。