方差缩减中的控制变量方法研究

方差缩减方法是提高仿真效率的重要手段。针对方差缩减中广泛应用的控制变量法,在国内外研究基础上,综合考虑对仿真变量进行估计所需的样本量和对控制变量进行估计所需的样本量,给出了控制变量均值未知并且有偏时的估计,以及控制变量方差已知时依赖于样本量和样本协方差的复合估计。引入控制变量的计算效率比,综合考虑各种估计方法的方差及其仿真样本量。

基于日心坐标系的三维立体剖分模型及编码

随着空间数据的大量增长,对数据可视化和数据存取效率提出了更高要求,迫切需要对数据进行有效的组织和管理.对庞大的日地空间,采用SDOG-R方法将日地空间剖分为不同分辨率等级的格网,并针对该网格提出相应的编码方案.以太阳风模型数据为例,给出了具体的组织实例,经实验验证,该剖分模型不仅解决了球心处网格过密问题,还满足了径向分辨率大于经纬球面分辨率的需求.基于三维立体剖分的太阳风LOD空间数据模型,不但能提供多分辨率数据,而且显著提高了大规模数据检索和存取速度,有效地支持海量空间数据的组织管理.

基于日心坐标系的PDQG-R剖分模型及编码研究

随着空间数据的海量增长,为了提高数据存取效率和数据可视化效率,需要对数据进行有效的组织和管理.基于现有的二维表面剖分模型,针对过太阳质心的黄道面和子午面,提出一种新的PDQG-R格网模型——平面退化四叉树格网,并给出了相应的网格编码方案,以太阳风模型数据为例,给出了具体的组织实例并验证,结果表明该剖分模型不仅解决了日心附近网格过密问题,还可以满足径向分辨率与经(纬)向分辨率不同步的需求,同时还能提供多分辨率层次的数据,有效地支持海量空间数据的组织管理.

重复批均值方法中的置信区间估计

在仿真实验设计以及仿真结果分析中,常常用到独立重复法和批均值法。独立重复法对多次运行的仿真结果进行特征分析,批均值法则用来对长时间运行的仿真结果进行特征分析。传统的独立重复法在数据有初始偏差时,以及批均值法在样本数据有自相关性时所给出估计的精确性会受到较大影响。重复批均值方法将独立重复法和批均值法相结合,在一定程度上克服了初始偏差和数据自相关的影响,但是运算量相应加大。考虑样本数据的初始偏差和自相关性,给出了重复批均值法的置信区间估计方法,并结合对未知稳态均值和方差估计,对3种方法进行了比较和分析。

国际温室气体监测卫星任务及展望

温室气体是导致全球变暖的重要因素,二氧化碳和甲烷是其中最重要的两种温室气体。国际社会明确提出增加卫星遥感任务以扩大观测网络,通过“自上而下”通量计算对国家排放清单进行支撑和验证。文章盘点了全球在轨的温室气体观测空间任务,剖析了它们的主要监测目标和有效载荷配置情况;介绍了主要航天国家在研和规划确定的温室气体监测任务,以及商业航天公司及非政府组织(基金会)敏感认知到甲烷减排重要性和紧迫感后,着力借助微小卫星星座开展监测的情况,以期为我国达成“双碳”目标,多渠道布局相关空间对地观测任务提供参考。

2020年全球重要空间科学发射任务

2020年全球重要的空间科学发射任务约10次,主要集中在行星科学,包括4次火星探测和1次月球探测。中国GECAM卫星、欧洲太阳轨道探测器以及嫦娥五号和火星探测等任务都计划发射升空,为开展空间引力波研究、太阳爆发机制、行星起源和演化等科学前沿取得发现奠定重要物质技术基础。

关于2030年前火星采样返回科学任务的展望

火星采样返冋对于认知类地行星起源和生命宜居性、奠定未来载人登火基础具有重大意义,是下一代火星探测任务的重点目标。目前美、日、中均已公布火星采样返回任务的计划或相关设想。美国火星采样返回任务预计时间跨度逾10年,将与欧洲空间局合作研制发射样品返冋着陆器、样品收集火星车和返回地球轨道器等,将毅力号火星车采集的样品带回地球。日本计划开展火卫一采样返回任务。分析国际采样返回任务方案,有助于中国火星任务的科学目标凝练和工程方案设计。

2021年世界重要空间科学发射任务

2021年全球重要的空间科学发射任务逾10次,主要是美欧的空间天文、月球和深空探测任务,我国也将发射首颗空间地球科学卫星“广目”。此外,多个中外载人航天任务亦将为空间科学与探索搭建新的平台。

新版《NASA史》聚焦人类太空探索成就与展望

2019年英国未来出版社(Future plc)发行了第二版《NASA史》(数字版),主要内容涵盖美国国家航空航天局(NASA)在冷战中的诞生,其太空探索的举措和发现宇宙新疆域的历程,以及所催生的若干革命性的改变公众日常生活的太空技术。

欧美发射太阳轨道探测器推动抵近太阳观测

在历时20余年的立项和研制进程后,2020年2月10日由欧空局(ESA)主导、美国参加的太阳轨道探测器任务在美国发射升空,这是人类首个对太阳极区成像的空间太阳物理任务。太阳轨道探测器将用约3年时间在水星轨道以内的大椭圆日心轨道开展近距离太阳观测,用7年(包括3年延寿期)时间在黄道面外开展太阳极区高分辨率成像及探测。该任务有望进一步揭示太阳磁场,太阳活动爆发,太阳风起源、加速及其行星际传播和对地球空间天气的驱动等重要前沿问题的本质,加深对太阳活动周以及日地联系的理解。该任务启示中国空间科学要重视太阳深空观测任务的前瞻布局与立项实施。

空间地球科学卫星发展及应用

空间对地观测是现代社会卫星应用的重要内容。空间地球科学卫星是人类为破解全球变化等重大挑战而发展的专用对地观测卫星,利用航天器居高临下的优势,使得人类能够从空间全面、综合、整体地观察、研究和预测行星地球。本文介绍了美欧空间地球科学观测计划;以我国碳卫星、广目卫星和中法水卫星为例,介绍了我国空间地球科学卫星及其未来布局。空间地球科学的发展要秉承开放的态度,既要主动借助航天技术进步提供新的研究手段和思路,也要重视对地观测业务卫星数据应用,其未来之壮大任重道远。

空间科技入选北约组织未来20年8大核心科技趋势

北约科技组织(STO,NATO)在2020年发布了“科技趋势:2020—2040”战略研究报告,对未来20年新兴与颠覆性技术(EDTs)的发展趋势及其潜在军事影响做出了评估预测。该报告旨在帮助北约各级决策者理解科技发展并服务于军事,并对未来EDTs的识别具有普遍意义和重要参考价值。报告提出了8个能够产生EDTs的领域,包括空间科技以及人工智能、高超声速技术、量子技术等。报告综合运用美国国家航空航天局(NASA)、高德纳咨询公司(Gartner)、谷歌趋势(Google Trends)等关于颠覆性技术的测量工具和指标体系,根据受关注程度、军事影响力、预期成熟时间等因素对8个领域的技术方向进行了综合性评估预测。

Astronomy发布2019 年空间科学十大进展

2019年空间科学在黑洞拍照、月球探测、小行星采样等科学前沿和热点领域取得多项引起全球关注的进展。结合美国Astronomy杂志发布的2019年度空间科学十大进展,对相关研究的科学成果、实现途径及其未来影响进行了解读。

科学卫星工程地面应用系统配置的创新实践

空间科学先导专项将民用卫星工程五大系统的地面系统科学分解为地面支撑系统和科学应用系统。前者集中建在科学卫星工程总体单位,具备多星多任务同时运行的能力;后者根据科学任务来源分别建在首席科学家所在单位,支撑了一批有重要国际影响的科学产出,是我国民用卫星工程管理升级、先行先试的成功范例。

关于中国空间科技现代化发展的初步思考

习近平总书记关于中国式现代化的一系列重大理论和实践问题的深刻阐述,为在新征程上加快实现中国空间科技现代化提供了根本遵循和行动指南。加快建设航天强国是党的二十大报告提出的明确要求,立足中国航天半个多世纪的发展历程,特别是新时代十年的伟大工程成就和重要原创突破,勾勒了中国式现代化的空间画卷,归纳了中国空间科技现代化发展的7个主要特征,指出当今世界空间科技已成为衡量国家科技综合水平的核心标志,是必须时刻不忘的“国之大者”。

2023年空间科学与深空探测热点回眸

空间科学与深空探测为基础科学研究突破提供了第一手的观测数据,成就诸多有重要影响的新发现和新突破,不断开拓人类认识宇宙的新边界。主要依据国际顶刊空间科学研究亮点论文,结合中国空间科学任务情况,梳理了2023年全球空间科学重要进展,主要涉及宇宙起源和演化、月球和行星探测、系外行星发现与表征、日球层物理和载人航天等学科领域的热点,展望了2024年即将发射升空的空间科学任务。

欧洲守望者号日地L5点空间天气卫星布局进展及启示

欧洲空间局在空间安全领域布局守望者号空间天气专用业务卫星,成为全球空间天气研究预报和服务领域的里程碑事件之一。指出利用日地拉格朗日L5点开展空间天气监测预警具有独特优势,简述了守望者号任务目标和有效载荷配置,回顾了其漫长的推进历程、未来实施计划及美国积极参与守望者号任务的情况。提出中国须高度重视空间天气对经济社会发展和空间安全的影响,努力抢占空间科技制高点,坚持底线思维和极限思维,积极推进中国自主空间天气天基监测系统的发展。

2022年空间科学与深空探测热点回眸

2022年世界空间科学和探索热点频现。按空间天文、日球层物理、行星科学、空间地球科学和微重力物理与空间生命科学五大领域,梳理了全球空间科学重要进展,韦布空间望远镜及其首批成果成为年度最大亮点;盘点了各国空间科学任务及其代表性成果,中国空间科学先导专项科学卫星系列以及探月工程“嫦娥五号”样品的研究突破令人瞩目。载人航天是空间科学与应用的重要平台,中国空间站建成引起世界关注。点评了各国的空间科学中长期规划和国家空间战略相关情况,展望了2023年即将发射升空的空间科学新任务。

2020年深空探测热点回眸

2020年国际深空探测事业稳步推进。回顾了2020年世界深空探测的工程成就和科学产出,评述了中国探月工程嫦娥五号采样返回任务以及嫦娥四号/三号的成果产出,对比了美国、中国和阿联酋3个火星探测任务,围绕在轨的35个深空任务梳理了包括太阳探测和行星科学的多项科学发现,讨论了深空探测发展的环境因素特别是新冠疫情的影响,并展望了全球2021年即将实施的深空探测任务。

2021年空间科学与深空探测热点回眸

2021年全球空间科学探索与发现热点竞相涌现。聚焦非载人航天,按空间天文、日球层物理、行星科学、空间地球科学等学科领域,梳理了各国空间科学任务的年度重要代表性成果,并对多个空间天文、日球层和行星(含月球)深空探测任务的工程成就和科学回报进行了归纳,包括但不限于人类航天器首次进入太阳大气层、太空台风可能影响地球空间天气、20亿年前玄武岩样品完善月球演化历史、火星地震探测揭秘其内部结构、星际空间发现等离子体波发射、深空望远镜再绘银河系结构图等。面向未来,欧洲空间科学“远航2050”规划、美国科学院2020年代天文学10年调查等给出的战略研判令人关注。尤为重要的是中国空间科学持续走近世界舞台中央,“悟空”科学数据正式公开,“慧眼号”“嫦娥五号”等科学任务助力空间科学家再度产出一批世界级原创成果。