CAS Researchers Significantly Contribute to Lunar Exploration Mission

On January 3,2019,the Chang’e 4 probe sent back photos of the Von Karman crater in the South Pole-Aitken basin,after its successful soft landing, the first ever by a man-made vehicle, on the surface of the far side of the moon. This feat was hailed as opening a new chapter in mankind’s lunar exploration.

火星无线电掩星探测进展

火星是地球的姊妹星,研究火星对了解火星、地球乃至太阳系的演化具有重要意义.自从1964年美国水手4号发射,首次成功地运用无线电掩星技术探知到火星的环境特征之后,国际上不少的火星任务都开展了掩星实验,取得了重要进展.本文依据采用了无线电掩星技术进行勘探的火星探测器发射时间顺序展开调研,针对具有开创性的水手系列、火星全球勘测者、火星快车、火星大气挥发演化探测器、天问一号等,梳理分析和总结了各任务的火星无线电掩星方式以及所获取的廓线数量、位置分布、获取方式等产品信息,以及部分相关的研究结果.本文还分析了当前火星无线电掩星探测方式存在的局限性,并探讨了可能的对策.火星无线电掩星后续可重点考虑多颗星-星掩星结合星-地掩星方式形成掩星星座;并通过选用适当的信号探测频率、改进反演算法等方式进一步提高掩星质量;火星掩星探测手段还可与火星顶部探测雷达、直接探测等手段相结合,发展火星多源数据融合技术.随着探测方式的不断改进,无线电掩星探测将是火星探测的重要手段.未来会有数量越来越多、时间与空间覆盖越来越全面、精度越来越高的掩星数据用于火星的整个空间环境研究,包括大、中尺度乃至小尺度结构的特征与演化规律都将被人类掌握.

浅析综合地质勘探法在煤矿地质勘测中的应用

在正式开采前,煤矿企业需要充分掌握矿区的地质条件及具体分布情况,采用综合地质勘探法进行煤矿地质勘测,为后续采煤工作提供具有参考、指导意义的依据。主要阐述了综合地质勘探法的优势、应用原则及应用范围,同时详细分析了综合地质勘探法在煤矿地质勘测中的具体应用及注意事项,为煤矿发展提供借鉴。

无线电波反射法探测回采工作面断层技术应用

为更快捷探明井下构造情况,采用无线电波反射法对工作面断层进行探测。对无线电波传播、反射原理进行分析,通过数值模拟掌握无线电波在空巷传播以及反射能量突变规律:整体上电磁波在无障碍空巷内传播时其H_(x)分量的场强值与距离大致呈线性关系;与无断层工作面相比,存在断层的工作面接收点会在相应位置发生突变,突变幅度随着断层距离增大而减小。在数值模拟基础上,开展12407工作面无线电波反射法勘探,结果证明:无线电波反射法可以对断层构造进行辅助探查,较大落差的断层更有助于反射电磁波的形成。

井下无线电波透视的三维正演及电磁波传播特性的研究

地层中电磁波传播理论是井下无线电波探测的基础,探测频率、煤层赋存情况改变时地层电磁波传播存在差异。为了研究探测频率、煤层赋存变化下的电磁波传播的响应特性,建立了无线电波透视三维正演模型,对不同探测频率、不同煤层厚度、不同煤岩电导率比值进行三维模拟实验。实验结果表明:电磁波在煤层中的衰减呈现2个阶段,收发距离较小时,几何扩散导致的衰减作用较大,场强快速减小,收发距较大时几何扩散衰减作用降低,衰减速度减小并趋于稳定;使用不同频率探测时,探测频率增加,初始场强值增加、电磁波吸收系数增加且不同的探测频率导致的吸收系数变化范围为12.28%~26.67%、无线电波有效探测距离缩短;煤层厚度增加,电磁波吸收系数减小且每米煤层厚度变化导致电磁波吸收系数变化的范围为2.25%~17.29%;在岩石与煤层电导率比值增大时,无线电波吸收系数减小、无线电波有效探究距离增加。

直流电法与钻孔物探在采空区探查中的应用

由于彬长矿区水帘洞矿采煤工艺等问题,导致采空区分布不规律且无详细水文地质资料,严重威胁了煤矿高效安全生产。为了精准探查煤矿采空区的分布规律,避免灾害事故的发生,采用孔中雷达、孔中窥视、轨迹测量及孔间无线电波透视与常规直流电测深法相结合的方式进行探测,利用孔中物探勾画出采空区的边界,结合直流电测深对采空区的反映规律及钻孔揭露情况,圈定出5处采空区,为煤矿安全开采提供有力依据。

基于多频无线电坑透技术的煤矿地质综合勘探研究

为提高煤矿安全开采的保障能力,研究基于多频无线电坑透技术的煤矿地质综合勘探方法。构建基于“一发双收”的多频无线电坑透方法,采用0.5 MHz与1.5 MHz两种频率,对焦煤公司下属矿井进行煤矿地质综合勘探。经勘探可知,该矿区1101工作面存在3个异常区域,YC1异常区存在煤层裂隙发育与破碎问题,YC2异常区存在旧采空区,YC3异常区存在以往巷采产生的旧采空区,该勘探结果较为精准,未出现遗漏现象;在勘探1131工作面时,发现存在5条地质异常冲刷带,且能有效分析每一冲刷带的严重程度与煤层冲刷情况。该方法可有效实现不同矿区工作面的综合勘探。

广播电视传输中光纤通信技术的设计及应用

在新的时代背景下,广播电视领域的高速发展对广播电视传输提出了更高的要求。为确保光纤通信技术在广播电视传输中的有效应用,文中从光纤通信技术的概述出发,分析了其高速、高带宽、低延迟、抗干扰等基本特征,并通过使用单模光纤构建SDH环形网络结构,结合数字交叉连接技术,构建了广播电视通信系统闭环,以确保信号传输的高效性、安全性、稳定性,以期能推动广播电视的进一步发展。

槽波坑透技术在隐伏地质构造探测中的应用

工作面回采是煤矿生产的重要环节,隐伏地质构造对工作面回采存在安全威胁,而精准的探测技术能提前了解隐伏地质构造并制定安全措施。以王庄煤矿7106工作面为例,采用槽波地震勘探和无线电波坑道透视手段,探测隐伏地质构造。利用槽波和无线电波在不同介质中传播的差异性圈定了5处隐伏地质构造异常区域及其分布范围。

无线电波透视多频率探测法在厚煤层工作面构造探查中的应用

在煤矿井下回采工作面开展无线电波透视探测时,受不同煤层、各种岩层和地质构造影响,其无线电波透视衰减系数不同。对于同一煤层、同一频率发射的无线电波来说,煤层越厚,衰减系数越高。为了准确探测厚煤层工作面内部地质构造赋存情况,通过多频率试验选取适合的天线进行无线电波透视,经过多种频率的探测结果与实际揭露的地质构造特征进行相互对比,确定了一种针对厚煤层大面宽工作面无线电波透视的探测天线,提高了探测精度。

综合物探技术在大宽面上覆基岩防治水中的应用

随着煤矿开采深度的逐步增加,井下地质构造尤其是水文地质构造越来越复杂,矿井小构造及井下水害经常困扰着矿井安全和煤炭生产。工作面回采前需查明顶板上覆基岩含水性及内部地质构造,针对工作面含水性及内部构造探测,常用的物探方法有音频电穿透法探测和坑道无线电波透视法探测。由于神东矿区各矿井煤层赋存稳定、煤质优良、开采条件优越,因此回采工作面设计开采宽度大。以鄂尔多斯寸草塔二矿22122工作面为实例,结合坑道无线电波透视法、音频电穿透法2种综合矿井物探方法,探查工作面内部构造情况及工作面顶板上覆基岩富水性。综合2种物探方法和实际水文地质资料对回采工作面进行水害分析,准确预测了大宽工作面上覆岩层的导水性/导水通道,充分论证了电磁波在大宽工作面的有效穿透性,为回采工作面水害防治提供了可靠的依据。

综合矿井物探在煤矿探放水中的应用研究

层间距较小的上部采空区积水是影响下组煤安全回采的重要因素,不疏放上部采空区积水,将会对未来的工作面回采造成重大隐患,但又不能盲目布置钻孔进行疏放,因此对上部采空区积水范围的探查将会对下一步的疏放水产生重要意义。本文通过对地面与矿井物探、多种矿井物探方法的对比分析后,采用矿井瞬变电磁法和无线电波透视法相结合的综合物探手段对上部采空区积水进行了探查工作。研究结果表明,通过现场数据采集、数据处理、资料解释和综合分析,可以圈定上覆采空区的积水区域,从而为疏放水钻孔的布置提供良好的地质依据,证明了选择方法的准确性和有效性。

双频透射无线电波勘探方法及应用研究

煤层可作为高频电磁波的导波层,无线电波透视技术适用于工作面煤层内的地质构造探测。目前无线电波透视法通常采用单一频率进行探测,在煤层工作面勘探过程中常存在频率选择不当和探测精度不足等方面问题。为此,提出了双频透射无线电波勘探方法。基于理论分析,利用双频透视场强数据和衰减系数参数,推导了基于双频无线电波测量数据的煤岩介质吸收因子γ计算公式;采用有限元数值模拟方法,模拟并分析了无异常构造煤层和含断层煤层工作面两种工况。实验结果表明:利用双频法计算得到的吸收因子对煤层地质异常的响应更加敏感,验证了透射无线电波勘探方法的有效性。通过比对现场试验数据及回采钻探结果,再次验证了双频吸收因子γ对地质异常的响应特征优于单频衰减系数。研究结果表明,双频法可提高煤层工作面无线电波探测地质异常的效果,为无线电波精细化勘探和矿井地质透明化提供一个新的方法和思路。

无线电波坑道透视在老母坡矿二采区的探测应用

本文以山西古县老母坡煤业有限公司二采区3个工作面的应用进行论述,采用几何交汇法进行资料解释,根据实测场强分析曲线,对比场强曲线衰减规律,结合工作面已知地质资料,圈定地质异常区,与回采后的实际情况对比,地质异常范围存在一定误差,未出现漏报地质构造的情况。

综合物探技术在工作面地质构造探测中的应用

针对5305综采工作面推进距离长、回采区域地质构造复杂特点,提出综合采用无线电透视以及槽波地震探测手段进行综合探测,充分发挥无线电透视在确定地质构造类型、槽波地震探测在确定地质构造范围等方面优势,提高采面构造探测效果。对5305综采工作面内布置方案及探测成果进行综合分析,并通过回采揭露、钻探方式进行验证,发现综合探测确定的地质构造类型、位置等与现场实际相吻合,表明采用的综合物探手段可有效指导5305综采工作面回采。

基于RRT改进算法的伪卫星导航轨迹纠偏策略研究

针对现有基于伪卫星的室内小车导航实际轨迹偏离的问题,提出了一种基于快速搜索随机树法(RRT)改进算法的导航轨迹纠偏方案。在轨迹纠偏方案中,利用软件无线电(SDR)软件对小车原有的遥控信号进行采集并进行调制,得到可以操控小车的信号;并在纠偏程序中添加改进的RRT算法在小车轨迹偏离时进行轨迹规划,从而达到小车轨迹纠偏。结果表明,此方案在进行伪卫星室导航时减小了小车的轨迹偏差,纠偏效果明显。

浅析工作面物探及断层超前探查工作

地质构造和水文地质情况对于煤矿灾害的防治十分关键。为了更好地对煤矿地质灾害进行防治,济宁二号煤矿93下11工作面在开采前采用无线电波坑道透视技术和瞬变电磁法勘探技术对地质构造和水文地质情况进行勘探,查明断层在面内走向及延展情况,制定最优回采方案,合理控制割煤层位,减少过断层造成的顶、底煤损失,增加回采率,减少自然发火隐患,从而保证工作面的安全生产。

火星电离层探测

火星已经成为深空探测的重要目标之一,登陆火星并在火星生存是人类探测火星的终极目标,因此电离层是必须了解的火星电磁环境.火星电离层探测包括直接探测和间接探测.直接探测精度高,有较高的空间分辨率,但是观测时间短,无法提供长期稳定的探测结果.对火星电离层的间接探测结果主要来自无线电掩星探测和顶部雷达探测.无线电掩星探测可实现对火星电离层整个电子密度剖面的长期稳定探测,但其空间水平分辨率较低,且可探测的电离层太阳天顶角范围受到地球与火星轨道的限制.顶部雷达探测对火星电离层的探测具有很高的时间分辨率和空间分辨率,且同样可进行长期稳定探测,为火星电离层研究提供了最新的支持.通过对火星电离层探测的基本方法及典型观测结果的分析,提出通过几种探测方法适当结合的方式,同时对火星电离层进行观测,能够大大推进对火星电离层的研究.

电波传播与天线专业的教学实验研究

针对武汉大学电波传播与天线专业的特点,利用"电离层探测系统",设计并实现了电波在电离层中传播的综合教学实验。作者将科学研究设备用于教学实验的尝试,使学生对地基电离层探测的原理和方法有了一定的认识,加深了对电离层中的电波传播理论的理解和认知,对无线电波在空间探测中的应用有了一定的认识,培养了学生利用现代电子信息科学技术对无线电系统及信息获取进行分析、设计和综合应用的能力以及科学研究的兴趣。

中国的空间探测及其科学内涵

文章回顾了人类探索空间的历史,特别是中国人对空间的探索历史;并分析了自人类进入空间时代以后探索空间的历程。通过对这一系列活动的分析,探讨了人类在空间探测活动中的动机及其科学内涵,进而对中国今后空间探测活动的战略科学目标展开讨论,并简要介绍了中国4个空间探测计划及其科学目标。