基于孪生网络的卫星电磁探测目标跟踪算法

针对如何提高卫星电测探测目标跟踪的稳定性和精确度问题,为避免繁琐的目标采集过程,提出基于孪生网络的卫星电磁探测目标跟踪算法。首先,建立电磁探测卫星多星调度模型,为电磁探测目标匹配合适的卫星和工作模式,完成目标电磁信号采集;其次,利用孪生网络对目标信号进行训练,通过消除目标信号中干扰的杂波获取目标的电磁特征信息和真实位置信息;最后,采用粒子滤波算法实现卫星电磁探测目标的稳定跟踪。测试结果表明,该算法能有效提高目标跟踪效率,具有较高的稳定性和精确度。

电磁频谱监视卫星三星星座截获能力仿真

分析了当前基于窗口函数截获概率模型存在的问题,提出基于能量的截获概率分析模型,将卫星星座和地面辐射源的轨迹、姿态、天线方向图、天线扫描策略、接收机灵敏度、发射机功率等参数纳入模型。利用此模型,分析三星对单目标、重点区域目标的截获能力。并探究目标波束仰角、波束宽度对单目标截获概率的影响,以及卫星不同天线方向图、扫描策略对区域目标截获概率的影响。仿真结果可以为电磁频谱监视卫星的轨道设计,波束扫描设置提供依据。

我国地震电磁卫星数据分析及应用研究进展

本文介绍了地震电磁卫星数据分析在中国地震电磁学方面的研究进展情况，其中包括卫星数据分析的整体思路的确定，以及具体在电离层正常背景分析，干扰因素影响，数据分析方法和震例研究结果。目前的应用研究表明，电离层各观测参量具有不同的季节性及区域性复杂的正常变化背景，对提取地震异常增加了很多困难。而震例研究反映震前确实存在一定程度的电离层异常，空间电磁异常信息具有短临性和区域性特征，但异常的重复性、空间分布的相似性检验及背景场理论模拟等方法还需要在今后的工作逐步加强。

地震预测中的电磁卫星

地震孕育和发生过程中往往会产生低频电磁波(300kHz以下),监测低频电磁信号异常,已成为一种重要的地震短临预测方法。简要介绍了卫星观测到的震前电磁信号异常现象,分析了在地面进行电磁观测存在的局限性和通过地震电磁卫星进行电磁观测的优势。同时,通过比较已有的电磁卫星,提出了发展中国地震电磁卫星的一些基本设想。

地震电磁卫星交变电磁场的数据处理

地震电磁卫星的迅速发展也带来了一些相关的研究课题,本文根据地面地震电磁观测中成熟的监测手段和参数,来分析如何根据地震电磁卫星记录的电、磁场分量提取可能与地震电磁异常现象有关的信息.介绍了电磁场时间序列的幅值统计;电磁波谱尤其是自功率谱对噪音干扰敏感,介绍了自功率谱的计算方法;正交电磁场相关度的变化分析方法;空间电磁波平面特征指标求取;以及在简单平面波特征下,提出空间阻抗张量的计算方法.

基于电磁卫星的闪电哨声波智能检测算法的研究进展

闪电哨声波作为探索空间物理环境的重要媒介,淹没在海量的电磁卫星数据中.近年来随着计算机视觉和深度学习等人工智能技术的发展,从电磁卫星的存档数据中自动检测闪电哨声波的算法取得了一定的效果.本文对近年来闪电哨声波智能检测算法的文献进行了整理和总结.首先,阐述闪电哨声波在电磁卫星数据中呈现的时频特征和类型;然后,介绍了闪电哨声波智能检测算法的流程并从闪电哨声波的特征提取、分类和定位三个方面对主要的智能检测算法进行归纳、总结和评述;其次,简述了闪电哨声波智能检测模型的评价指标;接着,在张衡一号(ZH-1)卫星的磁场数据上对三种典型的闪电哨声波智能检测算法进行复现,并对三种算法的优缺点进行了较深入的分析;最后,对基于电磁卫星的闪电哨声波智能检测的研究领域进行总结和展望.

基于动态罚函数遗传算法的电磁探测卫星多星规划方法

针对电磁探测卫星的特点,考虑其主要约束条件,建立了多星联合规划数学模型,提出了基于遗传算法的电磁探测卫星多星规划算法。为处理遗传算法迭代过程中产生的不可行解,引入了基于罚函数法的约束处理方法。针对罚函数法中惩罚系数难以确定的特点,设计了惩罚系数自适应调整的动态罚函数机制。根据模拟的数据进行实验及分析,表明该方法能有效解决电磁探测卫星多星规划问题。

地震电磁卫星载荷及现状

系统介绍了法国DEMETER电磁卫星搭载的电场测量仪、磁场测量仪、离子分析仪和高能粒子探测仪的科学目的、简单的工作原理、观测模式以及观测的物理量.同时介绍了国际现有运行的地震电磁卫星搭载的观测仪器,对空间-地面电磁观测系统进行了简要的讨论.这些资料将为我国地震电磁卫星计划的实施提供参考.

中国电磁卫星地面对比观测系统方案研究

针对我国即将发射的电磁监测试验卫星观测物理量和观测频段,结合我国现有地基观测基础和对比观测需求,本文提出了地面对比观测系统设计方案,包括观测对象、观测频段和观测区域的选取以及台网布局方式.在此基础上,根据该方案在甘肃省天祝前兆台阵区域建立了古丰、寺滩和坪城等3个台站的地面对比观测原型系统,并取得了电磁场的初步观测资料.对观测资料的分析结果表明,地电场和地磁场观测数据呈典型的日变化形态,具有较好的同步性和一致性,能够真实地反映小区域地电场和地磁场的变化.该结果可为今后开展试验性的星地联合观测和建立我国地震电离层立体监测体系提供技术支撑.

地震电磁卫星的发展与思考

大量的震例表明,地震与电离层之间存在一定的耦合关系,这为地震电磁卫星的发展提供了理论依据.文章分析了各国地震电磁卫星的发展动态和发展趋势,对日前地震电磁卫星研究工作提出了建议,建立多种类型、多种手段、多颗卫星组成的综合卫星星座观测是实现地震预报的必要手段.

电磁监测试验卫星矢量磁场探测方法

电磁监测试验卫星是中国第一颗近地轨道电磁场科学探测试验卫星,探测空间背景磁场是其重要任务之一.空间背景磁场探测需要在卫星平台上对空间矢量磁场进行长期稳定准确探测,电磁监测试验卫星采用磁通门磁强计和基于CPT效应的绝对磁场校准装置(Coupled Dark State Magnetometer,CDSM)分别探测空间相对矢量磁场以及绝对标量磁场,通过数据处理,使最终的矢量磁场探测数据具有准确性.这种数据处理方法在理想模型下拥有解析解,实施过程中载荷的噪声、准确度及稳定性影响模型的准确性,会产生数据校准误差.通过对在轨磁场探测的模拟确定了这种数据处理方法的性能,验证了在载荷设计性能的基础上电磁监测试验卫星的磁场探测可以实现1nT的准确度.

中国电磁监测试验卫星工程研制进展

中国电磁监测试验卫星工程项目于2013年正式批准立项,卫星预计于2017年8月发射入轨,设计在轨运行5年,这是我国地震立体观测体系的第一个专用天基平台.本文简要介绍了电磁卫星工程设计和卫星工程六大系统的功能与任务,并对卫星系统和应用系统的研制情况予以阐述.目前,已基本完成卫星平台和有效载荷设计初样阶段的研制,将于2016年6月转入正样研制阶段.应用系统基础平台的建设工作按计划进行,将在卫星发射前半年开始试运行,以确保电磁监测试验卫星数据的有效应用.

基于外包合同网的自治电磁探测卫星群任务规划

针对具有星间通信能力的自治电磁探测卫星群任务及载荷特点,建立了基于MAS(Multi-Agent Sys-tem)的电磁探测卫星群自主规划模型,提出了基于外包合同网的电磁探测卫星群自主规划算法。根据模拟的数据进行仿真实验及分析,该方法能有效解决电磁探测卫星群自主任务规划问题。

地震电磁卫星任务规划系统研究

地震电磁卫星任务规划是支持卫星在轨业务运控的核心环节.通过对地震电磁卫星任务规划系统的研究,提出了地震电磁探测卫星任务规划的基本原则,设计了地震电磁探测卫星任务规划系统架构,分析了系统功能需求和规划处理流程,在此基础上对地震电磁卫星进行了原型实现.

电磁监测卫星磁洁净控制方法研究

提出了卫星磁洁净控制的主要方法,覆盖从卫星可行性设计到最终系统级磁试验的各个阶段。结合电磁监测卫星的研制流程,介绍了在可行性论证、方案阶段和初样阶段卫星磁洁净控制工作的进展。开展的工作表明,卫星平台在绝对磁场校准装置位置产生的磁场干扰不确定量可以控制在0.5 nT,能够满足卫星在轨科学探测任务需求。

基于遗传算法的电磁信号采集卫星多星规划方法

电磁信号采集卫星是一种对地观测卫星,其搜集的信息对工业、科研、军事等领域有着重要意义。对地观测卫星多星规划问题是一个复杂的组合优化问题,论文针对电磁信号采集卫星特点,考虑其主要约束条件,建立了多星联合规划数学模型,提出了基于遗传算法的信号采集卫星多星规划算法,比较了单点交叉算子与多点交叉算子的计算结果,提出了基于解修正和罚函数的约束处理方法,并比较了两种约束处理方法的处理结果。根据模拟的数据进行实验及分析,表明该方法能有效解决电磁信号采集卫星多星规划问题。

地震电磁卫星精密定轨方法研究

高精度卫星轨道是提高卫星应用水平的基础,卫星精密定轨方法主要基于卫星轨道动力学理论,通过跟踪卫星轨迹的测轨技术,将几何和动力学信息进行融合。地震电磁卫星拟采用星载GPS和综合轨道求解方法进行精密定轨,并辅之以人卫激光测距,其定轨的精度可达厘米级。

适应任务变化的电磁探测卫星动态调度模型及算法

电磁探测卫星是一种对地观测卫星,其搜集的信息对工业、科研、军事等领域有着重要的意义。目前对于卫星调度问题的研究多是假设调度一旦开始,则参与调度的任务与资源将不再变化。实际上,卫星工作在充满随机扰动的复杂环境中,卫星资源可能出现故障,新任务可能随机到达。如果卫星调度无法适应这些变化,必然导致规划有效性和资源利用率降低。论文针对新任务随机到达的情况,结合电磁探测卫星约束特点,建立了基于条件约束满足问题(CCSP)的多星动态调度模型,提出了基于记忆效应Squeaky-Wheel Optimization(SWO)的电磁探测卫星多星动态调度算法。根据模拟的数据进行实验及分析,表明该方法能有效解决新任务随机到达的电磁探测卫星多星动态调度问题。

电磁监测试验卫星朗缪尔探针电离层探测技术

本文依据电磁监测试验卫星(CSES)的任务要求,自主设计研制了卫星载荷朗缪尔探针仪器,以实现对空间等离子体电子密度、电子温度等参数的测量,为探索大地震短临预测与预警新方法提供空间观测数据.该朗缪尔探针的传感器采用优化的球形传感器,上半球是收集极,下半球是保护极,消除了其结构与支撑杆连接处的终端效应.传感器表面采用了TiN镀层,保证了其耐原子氧剥蚀能力和均匀的表面功函数.通过在意大利国家天体物理研究院行星际物理研究所(INAF-IAPS)的地面等离子体环境下的测试,验证了本文设计的朗缪尔探针载荷的可行性和正确性,能够实现电磁监测试验卫星的任务要求.

电磁监测试验卫星阻滞势分析器探测技术

依据电磁监测试验卫星的任务要求,自主研发了等离子体分析仪,首次实现电离层等离子体原位探测.作为等离子体分析仪的重要组成部分,阻滞势分析器主要用于探测电离层等离子体的密度、沿轨道方向漂移速度、温度以及成分等参数.阻滞势分析器传感器栅网材料选用铍铜,表面镀金处理,并通过仿真验证了多层栅网总透过率与理论计算的一致性.依据技术指标,详细设计了阻滞势分析器传感器的窗口半径、收集极半径、有效高度及扫描电压等参数.在电子学电路设计时通过前放电路三个可调量程的设计,保证了电路测量精度.在此基础上,借助意大利国家天体物理研究院行星际物理研究所的地面等离子体环境,完成了阻滞势分析器的等离子体环境测试.测试结果表明,该阻滞势分析器的性能指标满足设计要求,能够实现电磁监测试验卫星的任务需求.