小行星撞遇陆地成坑动力学的计算模拟

小行星撞遇陆地是一个复杂的非线性动力学过程,难以通过模型试验的方法开展相关研究。数值计算为这一灾害动力学过程分析提供了重要的工具,基于自主研发的CoSim软件中离散元(Discrete Element Method,DEM)模块初步实现了小行星撞遇陆地的大规模计算模拟。基于小行星撞遇陆地三维动力学全过程的数值仿真结果:实现了初始接触、撞遇挖掘、高速抛射和回落调整4个撞击阶段全过程仿真;小行星的碰撞入射角及撞遇过程中动力学行为将影响撞击坑的地形地貌特征。研究也表明大规模数值计算方法可较好地实现小行星撞遇地球这一动力学过程,为小行星防御提供支撑。

基于Swarm卫星磁测数据的全球多场源地磁场建模

全球多场源地磁场模型因其可同时描述场源多、使用方便等优点在很多行业中得到了应用.本文基于高精度磁测卫星Swarm A自发射以来的九年标量和矢量观测数据,利用球谐分析方法,同时实现主磁场及其变化、岩石圈磁场和磁层外源场模型系数的反演.其中内源场球谐截止阶数70阶,对应空间分辨率为571 km;主磁场变化求解至13阶,采用6阶B样条函数描述,可实现主磁场长期变化、长期加速度等的计算;外源场球谐截止阶数2阶.统计结果表明最终模型拟合rms为3.29 nT.为了对模型结果开展评估,先后利用综合场模型CM6和CHAOS-7对功率谱以及各场源全球分布开展了对比,结果表明该模型与CM6和CHAOS-7模型结果在趋势和量值上均十分接近,其中主磁场、岩石圈磁场和磁层外源场与CHAOS-7模型典型残差分别在5 nT、1 nT和2 nT以内.此外,基于Swarm A卫星模型,我们还分析了2014和2023年的全球主磁场变化特征,对全球岩石圈磁异常和外源场分布规律进行了展示和总结.通过本项工作可以实现多场源模型系数的同步解算,为相关行业应用提供技术支撑.

低轨卫星磁测及全球地磁场建模

低轨卫星磁测因其覆盖范围广、精度高、无疆域限制等优点,已逐步成为全球高精度地磁探测和全球地磁场模型更新的主要手段.本文首先对国内外低轨卫星磁测发展历史、主要特征、测量精度、发展趋势等做了总结和回顾.其次介绍了低轨卫星磁测的在轨定标流程和方法,详细描述了作为重点和难点的矢量磁场在轨正交校正和坐标转换算法,并展示了主要磁测卫星在轨定标结果.文章最后介绍了全球地磁场建模理论,并对主要的全球地磁场模型、空间分辨率等进行了总结,展示了主磁场、不同分辨率岩石圈磁场、磁层和电离层电流体系外源场的全球分布形态和主要特征.得益于低轨卫星磁测技术,全球地磁场建模得到了快速发展,并在科学研究、资源探测、通讯导航、自然灾害防治等领域得到了广泛应用,但目前仍然面临时空分辨率有限等问题,解决这一问题需要融合近地表观测数据,并不断优化场源描述能力和建模技术.

改进YOLOv5的闪电哨声波轻量化自动检测模型

提出一种改进YOLOv5(You-Only-Look-Once version 5)检测模型YOLOv5-Upgraded.为了更快定位真实边框,该模型将损失函数CIoU (Complete IoU)替换为SIoU(Scylla IoU);同时为了避免网络训练过程中梯度消失、梯度爆炸以及神经元坏死等现象,将激活函数SiLU(Sigmoid-weighted Linear Unit)替换为具有更好梯度流的Mish;在主干网络中插入注意力(Coordinate Attention, CA)机制,帮助模型更精准地识别闪电哨声波,大大降低了漏检率.基于张衡一号感应磁力仪(Search Coil Magnetometer, SCM)数据,以2.4 s时间窗口截取数据,经带通滤波、短时傅里叶变换得到1126张时频图数据集,再经图像增强操作扩充至7882张,其中7091张作为训练集, 791张作为测试集.实验结果表明,基于改进YOLOv5的模型平均精度均值为99.09%,召回率为96.20%,与YOLOv5s相比,分别提升了2.75%和5.07%,与基于时频图的YOLOv3模型相比,平均精度均值和召回率则分别提高了5.89%和9.62%.基于智能语音的LSTM (Long Short Term Memory Networks)闪电哨声波识别模型大小为82.89 MB, YOLOv5-Upgraded仅为13.78 MB,约节省83.38%的内存资源.研究表明改进后的轻量化模型大大降低了闪电哨声波的漏检现象,在测试集中取得了较好结果,并且其轻量化特征易于部署到卫星设备,极大地提高了星载识别的可能性.

岩石圈长波长磁异常及其地质意义

在低轨卫星几百千米的高度上,大部分近地表观测到的岩石圈磁异常细节衰减殆尽,只留下衰减较慢的长波长磁异常.长波长磁异常可以揭示出岩石圈居里面以上显著的物性差异,对于研究地壳深部的物质组成、结构和演化具有重要意义.为了使读者能从全球尺度上对长波长磁异常的起源形成具体的认识,本文首先回顾了不同时期的卫星磁异常图及主要的岩石圈磁场模型,然后基于CHAOS-7模型计算结果,对500 km高度除极区外幅值大于4 nT的长波长磁异常进行了识别编号,共计29个磁异常.其中,陆地上磁异常20个,海洋中磁异常9个.通过对已有研究成果的综述及地质资料的对比分析,逐一介绍了磁异常的起源.陆地区域的长波长磁异常大多位于前寒武基底,相关的地质单元有太古代地核、元古代地体、富铁建造等,少数位于造山带背景.海洋区域的长波长磁异常全部都位于洋底高原,普遍与白垩纪时期冈瓦纳大陆裂解相关,具有加厚地壳特征.因此,针对长波长磁异常的持续深入研究对于地壳生长和演化具有重要意义.随着我国卫星磁测的蓬勃发展,相信会有越来越多的国内科研人员关注并研究这类大规模磁异常.

凉山活动构造带晚新生代变形特征与位移规模

凉山近南北向活动构造带位于青藏高原东南边缘鲜水河 -安宁河 -则木河 -小江断裂带中段东侧 ,与鲜水河断裂带左阶雁列 ,与小江断裂带右阶雁列。大体呈南北或北北西方向展布的凉山构造带 ,自北而南主要包括普雄河断裂、布拖断裂和四开 -交际河断裂。晚新生代以来的活动 ,凉山南北向构造带以明显的左旋走滑为特征 ,相应的倾滑位移分量不大。初步统计得到其晚第四纪以来的走滑速率为 2mm/a左右 ,晚新生代以来位移规模 13.5～ 15.5km。凉山活动构造带的活动 ,弥补了鲜水河 -安宁河 -则木河 -小江断裂带中段安宁河 -则木河断裂带活动存在的位移和速率亏损 ,对于全面评价青藏高原东南边缘的地壳运动和变形模型具有重要意义。

宁夏贺家口子地区晚新生代地层序列及其构造意义

对宁夏贺家口子新生代剖面进行了详细的岩石地层和磁性地层研究 ,并重点标定了晚第三纪和早第四纪地层的年代。结合相应的地层接触关系和沉积相研究 ,获得了该剖面构造事件序列信息。认为 :青藏高原东北边缘的海原 -同心弧形构造束地区强烈的新生代构造变形开始于 10MaBP左右 ,并经历了多个变形阶段。贺家口子剖面所揭示出来的这种构造变形特征 ,在青藏高原东北边缘地区具有区域意义。

双输出移相器的建模研究

双输出移相器为相间功率控制器的重要组成部分,现有双输出移相器稳态电路模型未计及其2条等值支路阻抗间的相互影响。基于变压器基本原理,推导了双输出移相器的三序等值电路,指出两等值阻抗间存在互阻抗,且该互阻抗不可忽略。采用PSCAD4.2软件对含计及2条支路阻抗间互阻抗的双输出移相器等值电路的单机无穷大系统进行了仿真,仿真结果验证了该等值电路的正确性,可为双输出移相器建模研究提供参考。

中上地壳应变分配模型及其地震学研究意义

应变分配 (Strain Partitioning)作为一种基本应变形式 ,即下地壳和岩石圈地幔内的斜向应变在中上地壳内解藕为相互独立的一个正应变分量和一个剪应变分量的现象。在平面上表现为平行排列、同时活动的走滑断裂系统和相应的正应变构造型式。应变分配是一种极为普遍的构造现象。应变分配的发生主要受主断面倾角、与主应力轴交角、区域应力场状态以及构造带结构和物质组成的影响。作为断层相互作用的一种主要模型 ,应变分配模型的最直接证据来源于地震学方面 ,包括震源机制、震源深度及其分区特征等的研究结果。反过来 ,应变分配模型的建立 ,将在确定震源体的独立性、判断震源发震能力、判断地震序列特征、确定地震发展趋势方面为地震科学研究尤其是地震中长期危险性预测研究提供进一步的理论依据。

1626年灵丘地震烈度分布特征与阻震构造初步讨论

对１６２６年灵丘地震的破坏情况进行了重新考证，着重指出了灵丘地震烈度沿唐河大断裂的高值异常和向西的快速衰减特征。在此基础上，提出了阻震构造的概念并进行了相应的理论分析。文章最后指出：唐河大断裂是１６２６年灵丘地震的阻震构造。

相间功率控制器简化模型的适用性分析

针对相间功率控制器在限制短路电流方面的应用,描述了其原理结构,介绍了其2种简化模型———串联模型和电流源模型,并基于电流源模型研究了相间功率控制器限制短路电流的机理和影响此项技术应用的主要因素。结合IEEE 5节点系统将这2种模型与原始模型进行了对比仿真,以确定其在相间功率控制器限制短路电流应用研究中的作用。结果表明:电网中相间功率控制器限制短路电流的特性受到系统参数、负载情况和自身设备参数3个因素的影响;相间功率控制器的串联模型可用于系统的潮流计算和设备设计参数的合理性校核;相间功率控制器的电流源模型可用于系统的短路电流计算和机电暂态研究。

太白维山山前断裂活动特征的初步研究

本文立足于大量的野外第一手资料，综合解剖了太白维山山前断裂的几何结构，并就其运动学特征进行了初步探讨。认为：太白维山山前断裂第四纪以来的活动表现为正断型，其几何结构和运动特征都有着相同的分段性。我们将其划分为三段，西段结构简单，晚更新世以来无明显活动；中段结构复杂，一直强烈活动；东段活动强度较低。晚更新世晚期以来断裂（中段）的平均滑动速率为０．４ｍｍ／ａ，全新世以来达到０．６７ｍｍ／ａ，而且这种速率分布在断裂上变动幅度很大。断裂的活动以突然发生的快速错动事件为特征，近两万年以来沿断裂带可能发生了５次７级左右的地震事件，其平均重复间隔为３０００年左右。

双向剪切──晋北张性构造区形成演化的一种模式

晋北张性区的形成，是山西构造带与燕山构造带共同作用的结果。山西断陷带的右旋剪切与燕山构造带的左旋剪切即双向剪切作用，在其交汇处即晋北构造区造成了局部的引张应力场，并最终控制了晋北区的形成和发展。

地震立体观测体系空间段发展规划框架与进展

中国位于全球两大巨型地震活动带的汇而不交部位，地震分布范围广、强度大、震源浅、破坏性强、灾害异常严重。

地震遥感应用趋势与中国地震卫星发展框架

在赵九章先生的倡议下,我国的人造地球卫星事业经过50年的历程,已经取得了长足的发展,卫星遥感应用范围也日益扩大。在防震减灾领域,卫星遥感也在监测预报、灾害评估和地震构造研究等许多方面得到应用并显示了巨大的发展前景,从而对发展地震卫星系统提出了现实的要求。我国地震卫星系统发展的总体思路是:基于社会公共安全事业发展和防震减灾能力建设的需要,结合国家民用遥感卫星统筹发展,优先开展地震电磁卫星的论证和研发,积极参与InSAR、重力等其他民用遥感卫星的论证;逐步建立多源遥感信息快速稳定的获取渠道和专业化处理平台,促进立体地震观测体系建设。目前,中国地震电磁试验卫星综合论证工作正在顺利进行,试验卫星的科学目标、载荷配置方案以及对卫星平台和运行能力的要求已经初步明确,将按计划推动背景型号和工程型号项目,并同步开展若干关键技术的国内外合作研究。

《卫星地震应用研究》专辑前言

我国的卫星地震应用研究最早始于20世纪70年代中期.国家地震局地震研究所和国家地震局地质研究所（1982）基于美国陆地资源卫星MSS的遥感图像,开展了全国范围的活动构造调查工作,基本查明了我国的主要活动构造及其分布情况.经过多年的发展,兵马未动,遥感先行,这已经成为目前地震构造研究的基本工作方法.20世纪80年代后期,

中国卫星地震应用系统框架与地震电磁卫星计划进展

1卫星地震应用系统框架 地震卫星和卫星地震应用系统建设已写入了《国家防震减灾规划（2006．2020年）》、《航天发展“十一五”规划》、《国家空间信息基础设施建设与应用“十一五”规划》等多项重要规划中。根据防震减灾业务发展对空间对地观测技术的需求，卫星地震应用系统总体包括几个部分。

相间功率控制器与相连电网发生参数谐振条件的分析

相间功率控制器(IPC)与所连电网之间有发生参数谐振的风险,现有的技术措施为避免发生这一现象减小了IPC参数选择的取值范围。为揭示IPC与所连电网之间发生参数谐振的机理,建立了IPC的π型等值电路。指出,IPC与相连电网之间发生参数谐振的原因是其π型等值电路与所连电网中储能元件等值参数之间满足了谐振条件。IPC支路感抗和容抗参数的取值使得其π型等值电路中的3个阻抗参数是相连电网中储能元件等值参数的10倍及以上时,IPC与相连电网之间发生参数谐振的风险便可以大大降低。以一个含有IPC15的单机系统为例,对提出的参数选择方法进行了仿真验证,结果证明了结论的正确性。

双馈风电系统连接柔直电网电压频率协调控制策略

针对连接柔性直流输电的双馈风力发电系统,提出一种基于转子侧换流器与直流电网侧换流器的协调控制策略,使得定子频率及定子电压随着风速变化都在一个较宽范围内变化,实现双馈风力发电机的高效运行。在传统的双馈风力发电机组连接柔性直流输电的拓扑结构下,对单台1.5 MW双馈风力发电机组宽范围电压频率协调控制策略进行了仿真实验,当风速变化时,通过控制直流电网侧换流器相应地调整定子电流频率,同时控制转子侧换流器磁链环使定子磁链保持不变,使得定子电压也同比例变化,从而在全风速范围内都能降低双馈电机的铁损耗。仿真结果表明在全风速范围内均可实现宽范围电压频率协调控制策略,且双馈电机的整体效率相比于恒压恒频控制策略得到很大提高。

防震减灾遥感信息应用现状与发展思路

中国大陆位于欧亚板块东南部,紧邻环太平洋地震带和欧亚地震带,是世界上地震活动最强烈、地震灾害最严重的地区之一。探索地震发生机理,提高地震监测和应急能力,一直是我国科技发展和社会公共安全事业的重要主题。面对地震预测这一世界性科学难题和严峻的地震形势,我国科学家在20世纪70年代末就已经开始了地震遥感应用试验研究,取得了大量的研究成果。《国家防震减灾规划(2006-2020年)》提出了建设地震立体监测网络的任务,要求发展天基电磁、干涉合成孔径雷达、卫星重力等多种新型监测手段,推动观测技术的创新。《国务院关于进一步加强防震减灾工作的意见》(国发(2010)18号)进一步明确"到2020年。