电子束发射诱发航天器充电的数值模拟研究

1

作者 任三孩 彭凯 +2 位作者 谭谦 叶新 方进勇 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期139-145,共7页

通过发射电子束测量空间地磁场是一种新的有效的地磁场高精度测量方法,但电子束发射对在轨航天器自身状态和安全存在影响。为了研究这一影响,从同步轨道充电机制出发,基于轨道限制机制和朗缪尔方程研究了航天器发射高能电子束时的诱发... 通过发射电子束测量空间地磁场是一种新的有效的地磁场高精度测量方法,但电子束发射对在轨航天器自身状态和安全存在影响。为了研究这一影响,从同步轨道充电机制出发,基于轨道限制机制和朗缪尔方程研究了航天器发射高能电子束时的诱发充电模型,推导了不同初始电位情况下束流发射的平衡电位公式,并编制程序研究了这一过程中粒子束电流、能量、光照等因素对航天器充电电位的影响,得到了航天器对外发射高能电子束时诱发航天器自身或平台的充电电位随时间变化规律,并通过部分解析解对比验证了模拟结果的正确性。 展开更多

关键词 轨道限制机制 朗缪尔方程 电子束发射 航天器充电模型 数值模拟

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粒子束空间传输影响因素及应对方法

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作者 任三孩 邢艳军 +1 位作者 彭忠 黄惠军 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期138-145,共8页

全面分析了初始束流分布、发散度、能散度以及地磁场对粒子束空间传输的影响情况,并针对束流长距离传输的静电扩散和地磁偏转效应进行了数值建模及定量的数值仿真研究。结果表明,对于固定束流能量、流强粒子束,可通过增大初始半径削弱... 全面分析了初始束流分布、发散度、能散度以及地磁场对粒子束空间传输的影响情况,并针对束流长距离传输的静电扩散和地磁偏转效应进行了数值建模及定量的数值仿真研究。结果表明,对于固定束流能量、流强粒子束,可通过增大初始半径削弱粒子束静电扩散效应达到设计要求;通过背景磁场精确预测,可准确控制束流方向精度。可以看出,研究带电粒子束本身的自洽行为以及与外场的作用,对带电粒子束流的产生、传输特性研究及工程化应用都有重要意义。 展开更多

关键词 粒子束 空间传输 静电扩散 地磁偏转

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电子诱发波导微放电实验研究

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作者 任三孩 古松 +2 位作者 谭谦 叶新 方进勇 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期111-116,共6页

针对宇航微波器件功率密度越来越大,空间电子可能诱发微波器件发生微放电的潜在威胁,通过设计特殊波导结构,利用电子枪提供的种子电子入射到特殊波导内,在波导内通入大功率微波信号,利用检波器和示波器分别检测透射波形和反射波形,观察... 针对宇航微波器件功率密度越来越大,空间电子可能诱发微波器件发生微放电的潜在威胁,通过设计特殊波导结构,利用电子枪提供的种子电子入射到特殊波导内,在波导内通入大功率微波信号,利用检波器和示波器分别检测透射波形和反射波形,观察微放电现象的持续过程;改变电子入射能量,观测到不同程度的微放电现象,该电子枪提供种子电子诱发波导微放电效应的实验方法为微波器件微放电效应研究提供了重要手段。 展开更多

关键词 电子发射 微波电磁场 微放电效应 大功率微波源

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一种基于小波变换和变尺度圆模板融合的景象匹配算法 被引量：8

4

作者 任三孩 常文革 刘向君 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期2200-2203,共4页

在SAR匹配导航系统中,由于基准图和实时图尺寸较大,而且二者被获取时成像角度和分辨率等参数不同,使得传统景象匹配算法很难同时满足实时性和鲁棒性要求.我们通过对多种小波函数的对比分析,挑选出了性能最优的一种,并构造图像金字塔,利... 在SAR匹配导航系统中,由于基准图和实时图尺寸较大,而且二者被获取时成像角度和分辨率等参数不同,使得传统景象匹配算法很难同时满足实时性和鲁棒性要求.我们通过对多种小波函数的对比分析,挑选出了性能最优的一种,并构造图像金字塔,利用由粗到细的迭代匹配策略实现了算法的实时性.设计了基准图和实时图的多尺度圆模板,并基于D-S证据理论进行融合,实现算法的鲁棒性.统计试验结果表明,算法在保证匹配时间的前提下可以容忍较大的几何畸变. 展开更多

关键词 景象匹配算法 变尺度圆模板 小波变换 导航

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基于SAR影像模拟几何校正算法参数误差影响分析 被引量：6

5

作者 任三孩 常文革 刘向君 《信号处理》 CSCD 北大核心 2010年第10期1588-1594,共7页

基于SAR影像模拟的几何校正算法以其不需要提供地面控制点、精确的成像参数以及所有操作可自动完成等优点,在SAR图像几何校正中受到了广泛的关注和应用。然而测量设备误差的存在,使得算法输入参数(航向角、飞行高度、近端斜距、DEM高程... 基于SAR影像模拟的几何校正算法以其不需要提供地面控制点、精确的成像参数以及所有操作可自动完成等优点,在SAR图像几何校正中受到了广泛的关注和应用。然而测量设备误差的存在,使得算法输入参数(航向角、飞行高度、近端斜距、DEM高程)存在误差,这会引起SAR模拟图像特征发生变化,严重时还会引起图像匹配参数(控制点)误差,降低几何校正精度。论文分析了算法输入参数和控制点对SAR影像模拟和图像匹配的影响,在此基础上完成了关于参数误差影响的较完整的分析,导出了一套相应的计算公式,弥补了现有文献中的一些空缺。 展开更多

关键词 SAR图像模拟 几何校正 参数误差 控制点

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具有地面起伏特征的三维场景回波模拟研究 被引量：5

6

作者 任三孩 常文革 李建阳 《雷达科学与技术》 2007年第5期342-348,共7页

由于雷达平台一般都是在三维场景中飞行,而三维场景具有地面起伏特征,因此具有地面起伏特征的三维场景回波模拟就具有很强的现实意义。本文分析了具有地面起伏的三维场景回波模拟的方法,阐述了三维场景的建模方法、DEM分形插值算法和利... 由于雷达平台一般都是在三维场景中飞行,而三维场景具有地面起伏特征,因此具有地面起伏特征的三维场景回波模拟就具有很强的现实意义。本文分析了具有地面起伏的三维场景回波模拟的方法,阐述了三维场景的建模方法、DEM分形插值算法和利用平面单元模型计算后向散射系数的方法,讨论了雷达图像固有的几何畸变、斑点噪声对回波的影响,最后分析了雷达回波信号的结构,给出了回波模拟的时域算法和频域算法,完成了真实三维场景的成像仿真试验,得到了理想的结果,验证了本文所述方法的有效性。 展开更多

关键词 三维场景 分形插值 平面单元模型 几何畸变 合成孔径雷达

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SAR图像适配区选择方法 被引量：3

7

作者 任三孩 常文革 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期115-122,共8页

为选择具有高匹配概率和高匹配精度特点的SAR适配区,结合SAR成像特点,分析了惯导及成像参数误差对适配区的影响,设计了多种适配性评价参数,提出了一种由粗到细的适配区层次性选择方法。该方法充分考虑了适配区在总体和细节上的需求,层... 为选择具有高匹配概率和高匹配精度特点的SAR适配区,结合SAR成像特点,分析了惯导及成像参数误差对适配区的影响,设计了多种适配性评价参数,提出了一种由粗到细的适配区层次性选择方法。该方法充分考虑了适配区在总体和细节上的需求,层次性选择有效避开了构造预测函数的难题。试验结果表明该方法可在SAR图像匹配系统中选出高性能的适配区,且所选适配区匹配概率可达97%以上。 展开更多

关键词 适配区选择 合成孔径雷达(SAR) 基准图 导航

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地形起伏地区雷达导航图几何校正方法 被引量：1

8

作者 任三孩 常文革 刘向君 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2010年第10期2214-2218,共5页

合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)应用于导航系统可以提高导航精度,然而地形起伏地区SAR图像固有的几何畸变使得导航误差增大。鉴于在地形起伏地区难以获得高精度的地面控制点,提出了一种适合于地形起伏地区SAR导航图的三步... 合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)应用于导航系统可以提高导航精度,然而地形起伏地区SAR图像固有的几何畸变使得导航误差增大。鉴于在地形起伏地区难以获得高精度的地面控制点,提出了一种适合于地形起伏地区SAR导航图的三步几何校正法。首先,利用数字高程模型(digital elevation model,DEM)在斜距平面内校正地形引起的距离位置误差。然后,在地距平面内校正斜地比例误差。最后,根据航向角将实时图由载体坐标系变换到导航坐标系。对算法进行了详细的描述,并分析了算法的复杂度和精度,最后根据实测DEM数据做了仿真实验,验证了算法的有效性和精确性。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 地形起伏地区 几何校正 导航

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机载SAR图像方位向几何畸变研究 被引量：1

9

作者 任三孩 常文革 《信号处理》 CSCD 北大核心 2010年第5期759-765,共7页

由于大气干扰等原因,SAR平台很难按照理想航迹飞行,造成了SAR图像的散焦和几何畸变。这些几何畸变主要发生在方位向上,因此SAR图像方位向几何畸变校正对于SAR图像应用具有很重要的意义。本文分析了非理想轨迹对SAR图像方位向几何畸变的... 由于大气干扰等原因,SAR平台很难按照理想航迹飞行,造成了SAR图像的散焦和几何畸变。这些几何畸变主要发生在方位向上,因此SAR图像方位向几何畸变校正对于SAR图像应用具有很重要的意义。本文分析了非理想轨迹对SAR图像方位向几何畸变的影响,对常见的视线误差进行了建模。根据距离建模方法,将视线误差建模为加速模型和正弦模型,并对正弦模型进行了重点分析,推导了它的正交多项式展开,得到了正弦变化模型下方位向几何畸变的预测表达式及校正相位。最后通过仿真试验和实测数据处理结果验证了文中算法的有效性。 展开更多

关键词 SAR图像 方位向 几何畸变 视线误差

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SAR轨迹偏离条件下三维场景回波模拟研究

10

作者 任三孩 常文革 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2010年第2期381-384,共4页

由于大气干扰的影响,雷达平台很难按照理想轨迹飞行,因此对SAR轨迹偏离下的三维场景回波模拟研究具有现实意义,但此方面在国内研究较少.文中基于SAR轨迹偏离条件下的回波信号模型,提出了适合此模式的SAR回波模拟频域算法,推导了SAR回波... 由于大气干扰的影响,雷达平台很难按照理想轨迹飞行,因此对SAR轨迹偏离下的三维场景回波模拟研究具有现实意义,但此方面在国内研究较少.文中基于SAR轨迹偏离条件下的回波信号模型,提出了适合此模式的SAR回波模拟频域算法,推导了SAR回波频域模拟公式,分析了算法的性能及应用范围,给出了仿真结果和结论,证明了所提算法的有效性和可行性. 展开更多

关键词 SAR轨迹偏离 回波模拟 频域 三维场景

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空间光学平台调偏流分析 被引量：1

11

作者 任三孩 范翔 +1 位作者 张帆 苏增立 《飞行器测控学报》 CSCD 2017年第4期281-286,共6页

为减小偏流角对TDI-CCD(Time-Delay Integration-Charge Coupled Device,时间延迟积分-电荷耦合器件)相机成像的影响,分析了侧摆成像时偏流角产生的原因和计算方法,定量计算了偏流角在沿航方向和穿航方向产生的像移,并通过仿真分析了偏... 为减小偏流角对TDI-CCD(Time-Delay Integration-Charge Coupled Device,时间延迟积分-电荷耦合器件)相机成像的影响,分析了侧摆成像时偏流角产生的原因和计算方法,定量计算了偏流角在沿航方向和穿航方向产生的像移,并通过仿真分析了偏流角影响因素及其残差对成像的影响。最后通过实际飞行试验发现,平台调偏流时偏航方向的姿态角存在振荡,即偏流角存在残差。经分析,此现象产生原因除了卫星平台本身的姿态扰动外,主要是卫星平台响应机制,即卫星平台对调偏响应过慢导致平台调偏流出现超调现象。该分析结果对空间光学相机平台改进有一定的参考价值,并已应用于某型号卫星的改进型。 展开更多

关键词 偏流角 时间延迟积分-电荷耦合器件(TDI-CCD)相机 平台调偏流 空间光学相机

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几何失真对SAR图像匹配的影响及校正方法分析 被引量：2

12

作者 任三孩 常文革 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期467-481,共15页

合成孔径雷达SAR用于图像匹配导航系统,可大大提高导航精度。然而地形起伏和大气干扰等因素使得SAR实时图存在几何失真,降低了匹配性能。通过对SAR实时图几何失真成因分析,提出了一种二维可分离的几何校正方法,并得出方位向几何失真可... 合成孔径雷达SAR用于图像匹配导航系统,可大大提高导航精度。然而地形起伏和大气干扰等因素使得SAR实时图存在几何失真,降低了匹配性能。通过对SAR实时图几何失真成因分析,提出了一种二维可分离的几何校正方法,并得出方位向几何失真可跟随成像处理预先校正,图像后处理只需校正距离向。利用数字高程模型DEM和正射图模拟得到了3幅具有不同地形特征的SAR实时图,并分别利用3种几何校正方法对其进行统计实验,得到了不同地形SAR实时图几何校正方法选取的准则。 展开更多

关键词 合成孔径雷达(SAR) 图像匹配 几何校正 导航

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X-37B项目发展及应用模式研究 被引量：3

13

作者 任三孩 黄建余 田蕾 《飞航导弹》 北大核心 2014年第12期3-8,共6页

X-37B卓越的战技性能及浓厚的军事背景,引起了各国的广泛关注。梳理了X-37B项目的发展历程,分析了X-37B飞行器的特点。基于对X-37B搭载试验载荷的猜想,研究了X-37B的潜在应用模式,并根据应用模式,对试验载荷及在轨应用的可能性、合理性... X-37B卓越的战技性能及浓厚的军事背景,引起了各国的广泛关注。梳理了X-37B项目的发展历程,分析了X-37B飞行器的特点。基于对X-37B搭载试验载荷的猜想,研究了X-37B的潜在应用模式,并根据应用模式,对试验载荷及在轨应用的可能性、合理性和发展前景进行了剖析。 展开更多

关键词 应用模式 试验载荷 X-37B

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