融合课程时政的“人工智能技术”教学案例设计

人工智能技术已经成为国家重要发展战略。针对目前“人工智能技术”课程教学形式单一、人工智能案例较少等问题,以爱国主义教育为思想引导,将人工智能与实际的生产生活相联系,设计了与量子遗传算法、新冠感染三维CT图像和天问一号等人工智能相关的案例。融入学术志向,引导学生树立正确的学习观念,激发爱国热情。教学案例有利于增强学生的学习兴趣,培养学生的民族自豪感以及勤奋刻苦、努力拼搏、锐意进取和创新的精神,提高学生的创新、科研、实践能力。

Characteristics and close-range exploration methods of near- Earth asteroid 2016HO_(3)

The characteristics of asteroids are vital parameters for planning asteroid exploration missions.These characteristics have been explored in close range for some typical asteroids,and are summarized in the article.This allows estimates of the characteristics of asteroid 2016HO_(3),the target of the first Chinese asteroid exploration mission,Tianwen 2.We obtain 80 characteristic parameters in 9 categories and analyze their impacts on the mission.By comparing three close-range exploration modes,we provide advantages and disadvantages of each,and propose suitable methods for the exploration of 2016HO_(3).Owing to the weak gravity and small size of 2016HO_(3),a combination of multiple hovering positions and active orbiting is recommended for scientific exploration.

“天问一号”探测器轨道确定及精度评估

“天问一号”是我国首个自主火星探测任务,高精度轨道确定是圆满完成工程任务和科学数据分析的基础。针对“天问一号”不同飞行阶段的轨道特性、力学环境及测量水平,本文采用不同策略进行轨道确定并评估精度,在地火转移阶段轨道精度优于4 km,环火停泊阶段轨道精度优于1 km,中继通信阶段轨道精度优于100 m;双程测距数据精度约为0.5 m,1 s积分双程测速数据精度约为0.2 mm/s,VLBI时延数据精度约为0.3 ns。“天问一号”定轨精度主要受到太阳光压和姿控模型误差影响,在定轨过程中求解光压系数和经验加速度十分必要。“天问一号”探测器光压系数与经验加速度存在一定程度的耦合,需要添加先验约束信息。

《天问》"不次序"问题成因新研

对于《天问》"不次序"问题的成因,明清以来"错简说"较为兴盛。《天问》为屈原呵壁之作,其"不次序"文本形态的形成,首先与屈原呵问壁画的顺序有关。文中有关神仙与夏史的内容,原为两幅横贯不同墙体且平行分布的壁画。屈原观看壁画时没有横向进行,而是分单元上下交替观看,交替发问,将连贯的内容作了分割。除此之外,壁画的内容还触发了屈原的联想与思考,这些内容以追问天地与历史的形式表现出来,穿插于文中。在这两种因素的综合作用下,《天问》呈现出"不次序"的文本形态。"不次序"是《天问》的原生性问题,并非错简所致,我们不应对文本进行重新整理。

西学东渐与《天问》研究的嬗变

明清之际西方传教士入华,出于“知识传教”的目的,以学者身份进入中国,接触并引用《楚辞》传教,并以天主教教义解读《楚辞》,乃至译介《楚辞》以推寻教义,从侧面推动了《楚辞》的传播与研究。更为重要的是,传教士带来的西方宇宙体系与天文、地理知识为中国学者解读《楚辞》提供了新材料与新视野,明代万历以后部分《楚辞》研究著作中已然渗入西方天文学理成分,清代《楚辞》研究中体现得更为明显。这一时期注家或援引西学以证己说,或广征材料以备参详,明清之际楚辞学新变建立在中西方文化交流的基础之上,取得了更为辉煌的成果。

妮莎古歌的羌族式天问考释——兼与屈原《天问》比较

羌族多声部妮莎古歌诗句中,约有1500个左右针对天地万物的问答。这应当看作是羌族古典多声部歌诗形式的天问。这些问答涉及天地之初、开辟鸿蒙、天地翻腾、巨人转变、远古时代、神与古人、四大天柱、宇宙四锁、天地父母、水系流脉、森林何生、人间母舅、耕作游戏等,其表述特别,想象奇妙。数以千计的羌族式天问与屈原之《天问》有着某些异曲同工之妙,是藏羌彝文化走廊中羌族的宝贵口传语言经典,同时是长江上游古文化中的问天究地之作,是中华民族诗歌中璀璨的一页。

天问一号矿物光谱仪短波红外焦平面制冷组件

根据“天问一号”火星矿物光谱仪短波红外探测组件小型化、轻量化、低功耗的需求,分析了红外探测器匹配性设计、集成式制冷机杜瓦适应性研制的难点。针对短波红外探测器高灵敏度、低温目标及多光谱探测需求的长积分时间模式的集成封装、抗大量级星器分离冲击等特点,提出了高信噪比探测器总体设计、具有噪声隔离和集成式冷平台结构设计、抗径向冲击的斜支撑结构设计等。解决了短波红外集成组件探测器低温下低热应力、长积分时间下干扰隔离、大量级力学加固、航天应用的高可靠性厚膜电路研制等关键技术。成功研制了短波碲镉汞探测器杜瓦制冷组件,并经过高低温循环、随机振动及机械冲击等严苛的空间环境热学力学适应性试验验证,试验前后组件性能未发生明显变化,满足火星矿物光谱仪工程化应用的要求。

火星探测器行星际转移段定轨精度评估

天问一号是中国第一次实现地火转移行星际飞行的探测器,在长达202天的行星际转移飞行期间,共经历了4次中途修正及1次深空机动控制,在2021年2月10日成功进行了近火制动,被火星捕获而进入环火轨道。本文对探测器行星际转移期间的动力学模型进行了分析,制定了转移飞行期间定轨积分中心转换原则:在探测器飞出地球影响球后,定轨积分中心需要由地心更换为日心;对不同版本行星星历表的使用进行了分析,确定了使用DE436行星历表进行计算对定轨影响最小。根据探测器行星际转移飞行的特点,制定了一种基于逐日迭代定轨策略的精度评估方法。基于实测数据分析,验证了该方法的有效性,火星探测器行星际转移期间定轨位置误差优于2 km,速度误差优于20 mm·s^(-1)(1σ)。

利用单向多普勒确定“天问一号”轨道

“天问一号”任务中,单向多普勒轨道确定在我国深空探测任务中得到首次实际应用。本文提出了基于单向多普勒的“天问一号”轨道确定方法。首先对单向多普勒进行观测建模和误差理论分析,然后利用“天问一号”中继轨道段的单向多普勒进行定轨计算,最后使用定轨结果与基准轨道的星历进行比较及重叠弧段轨道比较两种方法,分析仅利用单向多普勒的定轨精度,验证了单向多普勒的定轨能力。分析表明,星载频率源的不稳定和太阳相位闪烁噪声是影响单向多普勒测速精度的主要误差源,“天问一号”中继轨道段,仅利用单向多普勒数据可以实现优于1 km的定轨精度,这为未来我国更遥远的深空探测任务实施提供了重要技术存储。

“天问一号”无线电掩星观测试验及特征分析

中国“天问一号”探测器环火飞行为星–地火星无线电掩星观测提供了必要条件,可有效支持火星大气、电离层反演探测。重点介绍国内首次基于“天问一号”的火星无线电掩星观测试验。利用“天问一号”预报轨道,预报地面深空站掩星观测弧段;组织深空站,对“天问一号”进行火星入掩全过程观测,采集与记录探测器原始下行信号;利用自研深空开环测量软件,对“天问一号”下行信号进行处理分析,提取火星无线电掩星特征。结果表明:信号中幅度衍射斑纹与频率翘尾特征被成功提取,印证了此次星–地火星无线电掩星事件被有效观测,为后续基于“天问一号”的火星大气探测科学研究,积累了重要技术经验与测量数据。

首次火星探测任务遥测帧同步参数设计

针对深空探测任务的遥测帧同步问题,结合深空测控设备帧同步器实际参数结构,推导了平均正确入锁时间解析式。根据深空任务重要阶段中器地通信时长短的特殊需求,提出了采用数据有效处理时间占比的数据有效率定义和计算方法,用于计算帧同步器在不同链路通信时长下的综合性能。分析了平均正确入锁时间和数据有效率两项指标的特点和不足,提出通过设定数据有效率阈值再由平均正确入锁时间选优的参数设计方法。最后,根据首次火星探测“天问一号”任务链路条件,给出了最佳帧同步参数,结果表明参数在我国深空站应用效果良好,方法有效。

天问一号着陆区的古环境演化

我国首次火星探测任务天问一号已经成功实现“绕、落、巡”三个阶段的既定目标。天问一号轨道器进行了大量的火星环绕探测,其所搭载的祝融号火星车也在着陆区表面开展了巡视探测,获得了极其珍贵的探测数据,为研究火星环境和演化历史提供了前所未有的机遇。通过对天问一号遥感和就位探测数据的分析研究,在着陆区的地形地貌、物质组成、现代气象特征和次表层结构等方面取得了一系列创新性成果,对认识着陆区的古环境演化、了解火星的地质历史,理解地球乃至整个太阳系的形成和演化具有重要意义。

火星探测器动力学模型优化及“天问一号”探测器定轨研究

对上海天文台火星探测器定轨软件的动力学模型进行优化和升级,开发形成了MarsODP V2.0,该软件可以处理多种类型测量数据。对火星进行高精度动力学建模,考虑火星本身特性,增加了火卫一和火卫二的三体摄动、火星大气阻力摄动以及多种火星定向模型优化等。利用MEX实测数据比较了优化前后的火星定轨软件的定轨精度,计算结果表明,动力学模型优化后,定轨精度明显提升,与参考轨道的位置差异和速度差异减小;利用实测数据对美国MRO探测器进行精密定轨并验证软件优化后定轨精度。对“天问一号”探测器环火轨道进行定轨计算分析。

面向火星探测的环氧形状记忆聚合物复合材料的性能研究

国家火星探测任务是建设航天强国进程中的重大标志性工程,是中国航天走向更远深空的里程碑工程.智能材料这种集材料、结构和功能于一体的先进材料将会对火星探测任务有所助力.形状记忆聚合物及其复合材料作为一种典型的智能材料,可在有效减轻载荷的同时实现自主变形,已经在地球同步轨道航天器的应用中崭露头角.因此有必要研究这种新型环氧基形状记忆聚合物复合材料应用于火星探测工程的可能性.首先,针对“天问一号”火星探测器的任务需求,设计了一个具有自释放功能的着陆平台国旗装置.其中的锁紧释放装置由碳纤维增强的形状记忆聚合物复合材料制成,分别从静态拉伸力学性能、动态热机械性能和形状记忆性能三个角度评估了空间辐照和长期存储对形状记忆聚合物复合材料的影响.其中,空间辐照包括γ射线和紫外射线,辐照剂量分别为5×10^(5)rad和23.6 kCal.长期存储分为低温-196℃、室温25℃和高温85℃存储30天,和低温-196℃存储457天两组实验.最后,从“祝融号”火星车所携带相机拍摄的照片可以看到五星红旗被成功释放,旗面平整、图案清晰.这说明所研究的环氧基形状记忆聚合物复合材料可成功应用于火星探测任务,未来有望以多种结构形式助力我国的火星采样返回乃至其它深空探测任务.

火星表面影像分割数据集及性能评估

随着深空探测技术的不断进步,中国火星探测任务天问一号搭载的“祝融号”火星车成功着陆火星,并开展火星表面影像采集工作。火星表面的主要障碍物是岩石,这些形状、大小不同的岩石将会影响火星车在科学探索任务中的路径规划。准确的岩石分割对于火星车避障和路径规划具有重要意义。由于目前对于天问一号所拍摄的图像数据集应用较少,且多数火星图像的分割数据集处于非公开状态,在一定程度上阻碍了火星岩石分割相关算法的研究。为此,面向“祝融号”火星车上搭载的导航地形相机所拍摄的火星表面影像,通过人工进行图像筛选和标记,建立一个火星表面影像分割数据集TWMARS。该数据集共包含336张火星图像,将其按比例随机划分为训练集、验证集和测试集,在现有的语义分割算法上进行数据集性能评估实验,结果表明,在MobileNet、ResNet等系列卷积神经网络模型上运行TWMARS数据集,平均像素精度和平均交并比最高分别可达83.0%和77.4%,在经典语义分割算法上获得较高的准确率,可应用于火星岩石检测算法的相关研究。

火星环绕器火卫一抵近探测拓展任务设想轨道设计与分析

针对“天问一号”火星环绕器火卫一抵近探测拓展任务设想开展了任务轨道设计与分析,将主任务结束后的状态作为拓展任务的输入,对拓展任务轨道、变轨策略及燃料代价进行设计。通过分析得出,可利用火星摄动力调整近火点幅角使得环绕器轨道与火卫一轨道相交,且相交频率与半长轴和偏心率相关。为提高相交次数需进行降轨,进一步分析了利用火星大气辅助降轨以降低燃料消耗、提高轨道相交次数的可能性,最后通过调相机动的方式使环绕器完成火卫一抵近探测任务。仿真结果表明:所设计的拓展任务轨道及变轨策略的速度增量代价合理可行,可为后续火星环绕探测任务轨道设计提供参考。

朱天文:女性主义的书写与后世俗思考

朱天文的女性主义话语本质上生成于叛逃世俗的欲望,与对现代性的批判紧密关联。她的女性主义写作呈现出世俗性与神性的双重维度,尤其以女性的世俗精神对抗理性霸权的父姓社会,昭示着她敏感捕捉到了后世俗社会的出现。同时,强调后世俗社会中神性的隐现,正是朱天文想象救赎的一种方式,是她激进女性主义思考的结果。作为“被压抑物的回归”,后世俗女性主义是朱天文写作的必然终点,对世俗与神性的关注潜伏于她写作的始终,并成像和表征为四个阶段的不同写作议题,使得她的写作在整体上呈现出贯连性与革命性。

“天问一号”火星探测器着陆控制方案研究

本文先依据“天问一号”着陆的有关数据,运用数学和物理方法,建立着陆器的运动模型方程;再借助蒙特卡罗模型和遗传算法,分别基于耗时最短、燃耗最优的目标,设计着陆的控制策略。根据“天问一号”着陆的真实值数据,对模型进行了匹配度检验,结果表明:运动模型结果与真实值数据的误差较小,说明该运动模型具有可靠性,可以使其广泛应用于人类对其他星球的进一步探测,为宇宙探测计划提供参考性技术。

从《楚辞·天问》探析屈原的托物寓志

《楚辞·天问》是屈原的不朽巨著,因其独特的写作技巧与风格,成为《楚辞》诸作中的奇葩。《天问》具有一股悲情的动人力量,使人产生共鸣。屈原通过诘问的修辞方式,沿用楚骚美学的托物寓志手法,借助夏、商、周三代的历史人物与故事,神话中的天文、动物及植物的意象等,抒发心中的一腔悲愤,以及对楚人的讽谕、期盼与警惕。屈原在《天问》中所抒发的悲愤,正与司马迁的悲情一致,这也可解释司马迁读《天问》后深感悲愤的原因,《天问》也达至《文心雕龙》美学中的隐秀效应。

《天问》“问地”开局考

对于《天问》“问地”奇特的开局,前人曾有五种不同解说,多数人认为主要是因地形与鲧禹治水有关,故“问地”就要先问鲧禹治水。实际上,这个奇特的开局,不仅与前后内容有一定的关联,更是强烈地表现全诗主题的需要,也是继承以往地理经典托名于禹这个传统做法的必然选择。其“笔机飞舞,墨势淋漓”,貌似奇特突兀,实乃顺理成章。这个奇特开局再次证明《天问》是屈原良苦用心之作,可谓千古奇文。