红豆杉根际益生菌的筛选及其抗病促生作用研究

炭疽病是红豆杉幼苗普遍发生的病害之一,建立其绿色生物防治技术具有重要意义。本文从健康红豆杉根际土壤中分离具有抗病促生作用的益生菌,采用平板对峙试验以及盆栽防病试验评估其拮抗能力,通过溶磷、产IAA和分泌嗜铁素等试验以及红豆杉枝条扦插生根试验探究其对红豆杉的促生作用。结果表明,筛选出4株对红豆杉炭疽病病原菌具有明显防治效果的菌株MK17(Burkholderia stabilis)、MK18(Paraburkholderia caffeinilytica)、MK30和MK128(Burkholderia pyrrocinia),其中MK30和MK128抑菌率均为56.86%。盆栽防病试验表明,4株拮抗菌的防治效果均达到30%以上,且MK128菌株在加入阿拉伯胶、吐温-20和抗坏血酸混合液后,防治率提升到63.24%,达到了与化学药物苯醚甲环唑相同的效果。同时,这4株菌均至少具有溶磷、产IAA和分泌嗜铁素中的一种活性,其中MK18分泌IAA可达21.03±0.20 mg/L,MK128溶磷和分泌嗜铁素D/d值分别为6.16±0.09 mg/L和2.45±0.03。扦插试验表明,与生根粉相比,MK18和MK128单独或联合处理均能显著促进红豆杉枝条生根,且两个菌联合处理的效果优于单菌处理。上述结果为红豆杉炭疽病的绿色生物防治提供了依据和优良的益生菌株。

基于柔性虚拟仿真技术的智慧实验教学平台建设

该文以信息技术与实验教学融合为背景,介绍了基于柔性设计虚拟仿真系统的智慧实验教学平台的总体框架与实施,重点阐述了柔性设计虚拟仿真系统的优势以及相关实验教学资源的建设范畴与要求,为实现高校智慧化实验教学探索出一条可供借鉴的方案。

新一代体系效能型对地观测体系发展战略研究

通过高分辨率对地观测系统、国家民用空间基础设施规划的实施,我国基本建立了陆地、海洋、大气三大系列遥感卫星系统,但也存在重卫星工程、轻数据应用、数据服务不到位等突出问题;对照未来对地观测高质量、高效益、高效率的发展要求,本文采用效能分析的理念和方法开展体系效能型对地观测体系发展战略研究。在研判对地观测卫星系统的国际发展态势、总结我国领域发展现状的基础上,阐述体系效能型对地观测体系的建设需求,剖析我国领域发展面临的挑战,据此提出了以“体系效能”为特征的新一代对地观测体系发展目标、体系构成、重点任务。研究认为,为实现我国遥感卫星应用服务体系与服务能力的现代化,由业务服务型向体系效能型的跨越转变,应基于顶层设计指引,以“高分天目计划”重大项目为抓手,构建天地一体化的感知骨干网、管控数传工具网,实施重大应用示范工程,建强国家型谱化数据源、各类定量应用库、云产业生态平台,以此由卫星工程向卫星应用工程转型升级,构建内涵完整的国家民用空间基础设施。

教育信息化背景下虚拟仿真教学资源建设

虚拟仿真教学是教育信息化背景下出现的新教学模式,将推动教学改革和促进教育质量的提升。该文从需求分析、素材获取、模型制作、程序开发等4个方面探讨了虚拟仿真教学资源的立项原则、建设内容、实施过程及技术需求。实践表明,虚拟仿真教学推动了虚拟仿真教学模式的顺利实施,并推动了高校间教学资源开放的共享。

敏捷卫星一般轨迹主动推扫成像模式设计

相比于传统对地观测卫星,敏捷卫星可沿滚动、俯仰、偏航三轴进行快速机动,理论上可以实现对地面任意走向条带目标的成像。针对该成像需求,文章设计了敏捷卫星一般轨迹主动推扫成像模式。在一般轨迹主动推扫过程中,卫星三轴姿态均连续变化,文章给出了适用于主动推扫成像过程的姿态规划算法。对于一轨内多个条带目标的成像时序规划问题,建立成像开始时刻规划模型,采用序列二次规划算法对该模型进行求解。针对典型应用场景的仿真算例表明,成像过程规划算法是合理的。从成像质量保障的角度出发,分析了主动推扫成像过程的卫星姿态控制精度、姿态稳定度等影响因素的影响链路,并提出了工程控制要求,可为卫星工作模式设计提供参考。

高分多模卫星方案设计与技术特点

高分多模卫星是一颗敏捷光学成像卫星,具有全色优于0.5 m/多光谱优于2 m分辨率、1个全色谱段+8个多光谱谱段、无控制点定位精度优于10 m的能力,同时具有多种敏捷成像模式。文章概述了高分多模卫星的方案设计,并总结了卫星的敏捷成像、敏捷机动、图像质量保证、高定位精度保证、微振动抑制、大气同步校正、自主任务管理等技术特点。卫星的成功发射并投入使用,实现了民用光学遥感卫星优于0.5 m高分辨率图像数据的获取能力,可有效推动我国高分辨率对地观测系统建设和空间遥感的定量化应用水平。

分布式遥感卫星任务分配的合同网络算法

针对多星组网对地观测中的任务协同分配问题,本文提出了一种基于合同网络算法的星间任务分配方法。建立了面向分布式敏捷卫星多种协同工作模式的任务分配模型,设计了分配结果收益计算模型;采用合同算法中的买卖、交换及置换等策略,进行观测任务的拍卖与分配。分别以4颗星和7颗星组网方式进行任务分配算法的仿真验证,结果表明:得到的分配结果有效可行,且分配时间短效率高。本文提出的算法能够有效解决任务分配问题。

虚实融合、自主设计、研究型实验教学模式研究

生物技术大实验是华中科技大学生命科学与技术学院为生物技术专业本科生开设的一门必修课,课程内容均为综合设计型实验项目。为适应教育信息化和突破实体实验局限性,课程组老师设计构建了高度逼真的虚拟仿真实验室和具有设计功能的虚拟仿真实验项目,并推动虚实融合、自主设计、研究型实验教学模式的应用。这里以生物大分子分离纯化实验为例,详细介绍该教学模式的设计与实施,这些工作有力地推动了实验教学改革,促进了实验教学水平和教学质量的提高。

高分多模卫星星地一体化专项工程研究与应用

高分多模(GFDM-1)卫星是我国民用空间基础设施规划中的首颗高分辨率光学对地成像敏捷遥感卫星,其最高分辨率达到0.42m,成像模式灵活且丰富。为实现卫星设计、研制与应用的紧密结合,确保卫星入轨后实现高成像质量、高成图效率、高应用效益,切实解决用户业务中的实际问题,开展了星地一体化专项工作,在卫星像质保证、任务定制、数据处理、在轨综合效能评估等方面部署了研究课题,在卫星工程研制和在轨测试阶段全程同步实施。通过技术研究、产品开发、测试与应用,并在卫星入轨后迅速支持卫星任务定制、载荷定标、数据处理与业务应用,实现了星地一体化同步协调发展,提高了空间基础设施应用效益。

高分多模卫星工作模式设计与在轨验证

针对高分多模卫星多有效载荷、大数据量、复杂敏捷成像等特点,根据多用户对图像质量、成像模式、获取时效性等应用需求及设计约束,提出了高分多模卫星发射入轨、轨道控制、正常运行、任务执行等各工作模式。其中,针对任务执行模式的敏捷成像模式、数据存储与传输模式、特定区域快速获取模式进行了详细论述。在轨测试结果表明:高分多模卫星工作模式设计正确、合理,卫星任务执行效率高、运行稳定,可以满足用户使用要求。

高分多模卫星飞行程序设计及验证

高分多模卫星(GFDM-1)兼具高分与敏捷特性,具备多种敏捷成像模式,同时具备自主任务管理功能。其飞行程序设计具有在轨工作模式多样、工作状态复杂且耦合性强等特点,首次采用天地一体的自主任务管理方式进行飞控实施。因此,在飞行程序设计中重点开展了事件时序设计和优化,合理设计并行时序并综合采用多种执行方式对事件流程进行优化,实现快速状态建立;针对卫星设计和敏捷特点分析,识别太阳翼展开及捕获跟踪、多模式高频度的载荷任务规划、中继数传模式等关键事件,对其开展地面仿真进行设计优化。高分多模卫星在轨应用和验证结果表明:卫星在轨运行良好,各飞行事件有序开展,飞行程序设计合理有效。

高分多模卫星星地任务管理方案设计与验证

高分多模卫星工作模式复杂,工作模式组合变化多,卫星单轨和1天内可执行任务数量大幅增加。为了解决这些问题,在工程上实现卫星灵活、高效的工作过程精准执行,在操作上实现地面段任务管理的简洁、易用,在应用效能上实现卫星能力的充分发挥与卫星安全性的兼顾,参考国内外遥感卫星技术发展,提出“目标、需求、元任务、动作、指令”的5层次星地任务管理架构,明确了以“元任务”作为星地任务接口,并实现算法开发、地面验证和在轨应用。高分多模卫星星地任务管理方案大幅降低了地面任务管理人员对卫星操作的复杂程度,提高了任务上注效率、执行效率和组合使用灵活性,使得卫星的应用潜能得到完全发挥。

高分多模卫星图像定位精度保证设计与验证

从高分多模卫星相机成像和处理链路出发,对图像定位精度的影响环节和因素进行研究,针对主要影响因素结合当前设计水平综合考虑,建立了包含轨道确定、姿态测量、时间同步、结构稳定性、相机内方位元素稳定性、地面标定与处理等多个方面的天地一体化图像定位精度保证体系,针对各项提出了具体的系统配置和软件算法设计方案,分别采取了仿真分析、测试和试验等方法进行了验证。介绍了高分多模卫星在轨的轨道确定,姿态测量,内、外方位元素稳定性的情况,对下传的图像几何定位精度进行分析和评价,实际在轨表现与设计预估状态基本一致,表明图像定位精度设计方案和控制措施有效,实现在星下点30°角范围内图像无控制点定位精度优于5 m(1σ)。

高分多模卫星星地一体化快速响应系统 设计与在轨验证

高分多模卫星采用星地一体化设计,实现了星上处理及信息快速生成分发,将遥感信息的快速响应时间缩短到了分钟级。文章详细描述了高分多模卫星基于星上处理系统(区域提取与处理单元)、数据传输与分发系统(数传分系统),以及地面接收与处理系统的星地一体化快速响应系统架构;开展了辐射校正、几何校正等星地一体化设计方法论证,以及在轨图像定位精度关键指标精度分析。通过高分多模卫星在轨试验完成了快速响应时间及关键指标的在轨评估验证,快速响应时间达到了2 min以内,在一定侧摆角度下图像定位精度可以达到经度方向-50.36 m,纬度方向29.18 m。

中型敏捷遥感卫星公用平台开发研制模式探索

高分多模卫星(GFDM-1)作为中型敏捷遥感卫星公用平台(ZY2000 Remote Sensing Satellite Platform)的首发验证星,全面实践了基于公用平台的研制模式。文章结合卫星平台“一步正样”、时效要求高的特点,报告了项目管理思路与方法,即坚持以先进性、通用性、覆盖性、经济性为原则组织进行平台产品开发,100%选用平台产品化产品进行卫星平台产品选用控制,使用通用电性验证平台开展初样研制,采用系统工程理论进行工作分解,分级落实责任,有效保障了在24个月之内完成卫星研制。在此基础上,总结提炼了研制过程中的项目管理经验,提出了思考与见解,可用于后续卫星研制借鉴与参考。

中型敏捷遥感卫星公用平台方案特点与应用

中型敏捷遥感卫星公用平台(简称“中型敏捷平台”)是我国首个中等规模、敏捷遥感卫星公用平台研发项目,其研制目标包括完成平台设计开发、系统级试验验证、4项核心技术与8年寿命攻关、单机产品升级换代等。文章总结了中型敏捷平台的敏捷机动控制技术、高定位精度支持技术、通用化星载数据系统、高效率任务管理技术、整体式微振动抑制技术等方案特点,并对其应用效能进行了分析,例如平台模块化结构的良好任务适用性、通用电性验证平台的高效使用、核心技术的共享应用、新一代单机产品体系的广泛应用。该平台通用性强、任务适应范围广,后续可应用于低轨各类高精度、高效率遥感卫星任务。

遥感卫星体系贡献率评估方法及参数设计

随着体系化、网络化、智能化发展,为了更好的发挥遥感卫星体系的整体应用效能,在遥感卫星立项之前,一般要结合典型应用场景,考虑拟发展的卫星系统特点,对遥感卫星在体系中发挥的作用、预期贡献水平进行事前评估和论述。文章简单介绍了体系贡献率评估方法(解析法和仿真实验法),分析了遥感卫星的特点后,提出了三层架构的遥感卫星体系贡献率评估参数体系,随后给出了主要参数及其定义和星座层主要参数,最后给出了几个参数计算实例。文章为客观、准确的评估、评价遥感卫星的作用、效能提供参考。

Properties of Magnetite Nanoparticles Produced by Magnetotactic Bacteria

The magnetic nanoparticles（magnetite） were prepared through the fermentation of the Magnetospirillum strain WM-1 newly isolated by our group. The samples were characterized by TEM, SAED, XRD, rock magnetic analysis, and Mossbauer spectroscopy. TEM and SAED measurements showed that the magnetosomes formed by strain WM-1 were single crystallites of high perfection with a cubic spinel structure of magnetite. X-ray measurements also fitted very well with standard Fe3O4 reflections with an inverse spinel structure of the magnetite core. The size of crystal as calculated by the Debye-Scherrer’s equation was approximately 55 nm. Rock magnetic analysis showed WM-1 synthesized single-domain magnetite magnetosomes, which were arranged in the form of linear chain. The high delta ratio（（δFC / δZFC = 4） supported the criteria of Moskowitz test that there were intact magnetosomes chains in cells. The Verwey transition occurred at 105 K that closed to stoochiometric magnetite in composition. These observations provided useful insights into the biomineralization of magnetosomes and properties of M. WM-1 and potential application of biogenic magnetite in biomaterials and biomagnetism.

光合作用研究若干前沿进展与展望

光合作用机理既是生命科学的重大基础前沿问题,其应用又与农业、能源和环境的可持续发展密切相关.本文主要概述了近年来光合作用研究在光合蛋白质机器的结构解析与调控、光合水裂解放氧及人工模拟、作物光能利用、二氧化碳同化以及合成生物学与光合作用等方向的前沿进展,探讨了未来发展趋势.结合我国光合作用研究面临的机遇与挑战,提出了面向2035年我国光合作用研究的若干重点发展方向.

光学卫星常态化相对辐射定标方法研究

相对辐射定标是获得各类光学遥感卫星传感器的高精度观测产品的必备条件,由于受发射震动、在轨空间环境变化等因素以及传感器自身衰减的影响,传感器在轨响应状态会随时间发生衰减和漂移,单一相对辐射定标方法无法保障卫星传感器在特定时间的探元响应一致性。本文以光学卫星传感器全生命周期影像辐射质量保障为目标,主要研究了光学卫星传感器在轨生命周期内高频率、高定标精度的常态化相对辐射定标方法,并总结了当前常用的相对辐射定标精度评估方法,评估了各定标方法的指标以及应用场景。利用珞珈一号01星(LJ1-01)夜光传感器获取的影像进行在轨暗电流、和在轨均匀场地定标实验和验证,珠海一号02组高光谱卫星影像被用来实施和验证统计定标和偏航辐射定标方法,并耦合多种定标方法实现常态化辐射定标。实验结果表明:各种定标方法处理后影像的条纹系数小于0.25%,图像相对标准差均优于3.00%;多种定标方法相互结合的常态化辐射定标方法实现了多种定标方法的优势最大化,完成常见传感器的高精度在轨标定。