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ZH-1卫星观测的VLF人工源信号特征分析与全波模拟 被引量:10
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作者 廖力 赵庶凡 +6 位作者 申旭辉 汪枫 泽仁志玛 黄建平 张学民 欧阳新艳 鲁恒新 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1210-1217,共8页
中国地震电磁监测试验卫星张衡一号(ZH-1)已于2018年2月2日成功发射,正在开展卫星数据在轨测试,并对卫星数据质量进行判定.本文对ZH-1卫星2018年5月至6月夜侧的VLF频段电场功率谱数据进行了分析.通过分析位于不同L值、具有不同发射频率... 中国地震电磁监测试验卫星张衡一号(ZH-1)已于2018年2月2日成功发射,正在开展卫星数据在轨测试,并对卫星数据质量进行判定.本文对ZH-1卫星2018年5月至6月夜侧的VLF频段电场功率谱数据进行了分析.通过分析位于不同L值、具有不同发射频率的多个VLF人工源上空的卫星重访轨道观测数据,发现ZH-1卫星记录的人工源信号电场变化标准差与DEMETER卫星记录电场变化标准差几乎一致,说明ZH-1卫星观测数据具有较好的稳定性.通过重访轨道均值与全波模型计算结果对比,发现两者在数值上较为接近,在形态上较为一致,说明ZH-1卫星VLF频段电场功率谱数据具有一定的可靠性.此外,研究了VLF人工源上空及共轭区的电场分布特征和电波传播规律,并与DEMETER卫星的结果进行了对比,结果表明VLF人工源产生的电磁辐射穿透电离层后以导管或者非导管的哨声波模向共轭区传播,因为传播过程中的朗道阻尼,共轭区的电场能量比辐射源顶空更小.VLF人工源位于L<1.5时,电磁波传播更容易发生非导管传播,VLF人工源信号导管传播模式在共轭区的电场响应相对于共轭点会发生一定程度北向偏移. 展开更多
关键词 地面VLF人工源 zh-1卫星 全波模型
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基于ZH-1卫星探测的太阳活动低年顶部电离层不规则结构的时空特征 被引量:4
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作者 王秀英 杨德贺 +5 位作者 张学庆 何宏玮 郭峰 姜文亮 牛从达 申旭辉 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期862-881,共20页
利用ZH-1卫星2019、2020年的原位电子密度观测数据,对卫星观测范围,即地理纬度南北65°之间午夜后顶部电离层的不规则结构进行研究,得到如下结果.(1)午夜后顶部电离层不规则结构集中区主要分布在地磁赤道、中纬度以及较高纬度区,白... 利用ZH-1卫星2019、2020年的原位电子密度观测数据,对卫星观测范围,即地理纬度南北65°之间午夜后顶部电离层的不规则结构进行研究,得到如下结果.(1)午夜后顶部电离层不规则结构集中区主要分布在地磁赤道、中纬度以及较高纬度区,白天赤道异常峰值区为不规则结构的谷值区.(2)不同纬度区不规则结构随地理经度分布呈现出明显的空间演化规律,由南北半球较高纬度区不规则结构集中在各自地磁极所在经度区的2波结构分布,到南北2个半球中纬区相位和数量相反变化的2波结构分布,逐渐过渡到赤道区的4波结构分布.(3)不同纬度区不规则结构的季节变化在较高纬度区为当地夏季峰值,到中纬区夏季峰值的持续时间明显缩短,逐渐过渡到赤道区夏冬两个峰值、春秋两个谷值的季节变化规律.(4)除季节规律与以往研究结果有较大差异外,赤道附近大西洋区不规则结构较少,与以往研究中该区事件较多的结果也大相径庭.赤道区不规则结构沿地理经度分布表现为东太平洋、非洲区事件比较集中而亚洲、大西洋经度区事件较少的4波结构,与夜间电离层背景的4波结构分布一致.(5)北大西洋在地磁中纬区有一个事件集中区,该区与南大西洋异常区(SAA)共轭,事件集中可能与SAA区的离子沉降有关;这个区域的事件大都发生在北半球夏季,与赤道处大西洋区事件较少形成对比.本文得到一些不同于以往的研究结果,有助于我们对电离层更深入的认识.由于所得结果为太阳活动低年午夜后的电离层不规则结构的时空分布,与以往研究不一致之处,既有地方时差异的原因,也有太阳活动水平差异的原因,其中仍有一些问题尚未得到解决,期望在ZH-1卫星积累更多观测数据后对这些问题进行更深入的研究. 展开更多
关键词 zh-1卫星 顶部电离层 不规则结构 时空分布特征 原位电子密度观测数据
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ZH-1卫星得到的中国及邻区顶部电离层背景特征 被引量:7
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作者 王秀英 杨德贺 +3 位作者 周子涵 崔静 周娜 申旭辉 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期391-409,共19页
利用ZH-1(CSES)卫星LAP载荷原位电子密度数据对中国及邻区(0°—54°N,70°—140°E)的顶部电离层背景分布及随季节变化进行了详细分析,研究结果显示:(1)研究区赤道异常的纬度延伸范围、随经度分布形态及它们的季节变化... 利用ZH-1(CSES)卫星LAP载荷原位电子密度数据对中国及邻区(0°—54°N,70°—140°E)的顶部电离层背景分布及随季节变化进行了详细分析,研究结果显示:(1)研究区赤道异常的纬度延伸范围、随经度分布形态及它们的季节变化,具有与其他研究结果一致的规律性.(2)中纬度区,白天电子密度存在一个低值带,夜间电子密度呈现高值带.昼夜对比结果显示夜间电子密度升高现象在研究区中纬以上所有季节都存在,但在向低纬延伸时与赤道异常现象呈互补分布,此强彼弱,反之亦然.(3)白天观测的电子密度,半年异常表现为随纬度升高,两峰值出现时间由春秋季向夏季演变,最终过渡到中纬只有夏季峰值的年变形态;季节异常仅在赤道附近4°范围内出现.夜间观测的电子密度,北纬22°以上、50°以下出现半年异常,22°以下出现季节异常.(4)月均值背景总体上表现为夜间电子密度较白天相对波动更剧烈;其中白天电子密度,分季、夏季较冬季波动更剧烈,赤道异常区较中纬区波动更剧烈;夜间电子密度,在所有时、空上波动水平大致相当.(5)研究区电离层背景时空变化特征较为复杂,数据波动亦随时空有变化,对电离层相关科学问题的研究需关注数据背景的分析.综合这些结果及与其他同期观测数据的比较结果,我们认为ZH-1卫星原位电子密度观测数据的相对变化与其他数据集一致.同时,研究区背景数据也呈现了以往研究中未被发现的特征.ZH-1卫星观测数据具有一致的地方时和观测地点,为电离层相关科学问题的系统性研究提供了一个很好的数据集. 展开更多
关键词 zh-1(cses)卫星 LAP载荷 电子密度原位观测数据 电离层背景 时空特征
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CSES/FY3C掩星与数字测高仪探测电离层特征参数比较分析
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作者 胡嘉宇 甘呈坤 辜声峰 《导航定位学报》 CSCD 2023年第4期120-129,共10页
为了进一步提高当前风云三号系列卫星(FY3C)以及张衡一号电磁监测试验卫星(CSES)等具备北斗卫星导航系统(BDS)及全球定位系统(GPS)无线电掩星(RO)观测能力的低轨卫星所得电离层峰值参数的反演精度,提出一种以数字测高仪探测数据为参考,... 为了进一步提高当前风云三号系列卫星(FY3C)以及张衡一号电磁监测试验卫星(CSES)等具备北斗卫星导航系统(BDS)及全球定位系统(GPS)无线电掩星(RO)观测能力的低轨卫星所得电离层峰值参数的反演精度,提出一种以数字测高仪探测数据为参考,采用多种时空匹配窗口对掩星反演结果进行电离层特征参数验证分析的方法:实验结合2018-7-20—2018-8-20共计20551次掩星事件,及6094个数字测高仪观测电子密度廓线数据,从峰值密度、峰值高度及临界频率等多方面对FY3C与CSES卫星掩星观测进行对比分析;同时为避免由于不同观测数据时空不一致引入的差异,分析不同时空匹配窗口对掩星与数字测高仪观测结果比对的影响。结果表明:低轨卫星掩星所得峰值参数与数字测高仪观测资料在不同匹配准则下的比较结果存在差异;当空间(时间)窗口不变时,随着时间(空间)窗口增大,无论是低轨卫星掩星同数字测高仪探测数据的比较,还是低轨卫星自身之间的比较,其电离层峰值参数数据匹配的相关性(一致性)都将下降,进而导致相关系数与拟合精度的减小;在相同的时空匹配窗口中,CSES与FY3C掩星反演出的电离层峰值密度相关性较强,而电离层峰值高度相关性较弱;CSES卫星更适合于低纬地区低高度与中高纬地区低中高度的电离层掩星探测,而FY3C卫星则适合于低纬地区中高高度与中高纬地区高于CSES卫星轨道高度的电离层掩星探测。 展开更多
关键词 无线电掩星 风云三号(FY-3) 张衡一号(Zhang Heng-1)电磁监测试验卫星(cses) 数字测高仪 电子密度廓线
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基于张衡一号卫星监测的2021年青海玛多7.4级地震前电离层效应
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作者 郭雨帆 杜晓辉 +3 位作者 董磊 汤兰荣 赵爱平 王甘娇 《地震》 CSCD 北大核心 2023年第2期85-102,共18页
本次研究围绕张衡一号(ZH-1)卫星监测到的2021年青海玛多Ms7.4地震前的电离层效应,采用上下四分位距法和小波变换法处理ZH-1卫星朗缪尔探针(LAP)探测到的电子密度N。和等离子体分析仪(PAP)探测到的离子密度N:(He+和O+)数据,经分析发现Ne... 本次研究围绕张衡一号(ZH-1)卫星监测到的2021年青海玛多Ms7.4地震前的电离层效应,采用上下四分位距法和小波变换法处理ZH-1卫星朗缪尔探针(LAP)探测到的电子密度N。和等离子体分析仪(PAP)探测到的离子密度N:(He+和O+)数据,经分析发现Ne、He+密度和0+密度在震前7天(2021年5月14日)和5天(2021年5月16日)出现同步异常。在此基础上,基于地球物理异常多项证据,分析认为2021年玛多Ms7.4地震孕育过程包括应力扩张早期、应力扩张晚期和临震加速期,该地震可能通过岩石圈一大气圈一电离层耦合模型的声重波、电磁波通道影响了电离层。 展开更多
关键词 张衡一号(zh-1)卫星 地震电离层效应 电子密度 离子密度 圈层耦合机理
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基于DBSCAN聚类算法的卫星数据分区异常检测 被引量:1
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作者 尚星宇 《科技创新与应用》 2024年第10期138-142,共5页
随着我国第一颗电磁监测卫星的发射,卫星探测的海量数据不断涌现,探究空间载荷数据变化特征已成为当前研究热点。为了对张衡一号卫星LAP载荷数据进行异常检测,该文将处理后的数据按地理纬度划分为南纬50°到南纬20°,南纬20... 随着我国第一颗电磁监测卫星的发射,卫星探测的海量数据不断涌现,探究空间载荷数据变化特征已成为当前研究热点。为了对张衡一号卫星LAP载荷数据进行异常检测,该文将处理后的数据按地理纬度划分为南纬50°到南纬20°,南纬20°到北纬20°,北纬20°到北纬50°三个区域,依次采用DBSCAN密度聚类算法进行聚类异常检测。结果表明,该方法可用于对LAP数据的异常检测。DBSCAN密度聚类算法可用于检测卫星异常数据,为检测卫星探测数据异常、研究空间数据变化特征提供思路参考。 展开更多
关键词 zh-1卫星 原位电子密度观测数据 异常检测 DBSCAN 聚类算法
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ZH-1卫星LAP数据校正及与Swarm B数据差异分析
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作者 周子涵 王秀英 +4 位作者 杨德贺 成万里 颜蕊 何宏玮 郭峰 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期3893-3904,共12页
针对ZH-1卫星朗缪尔探针(LAP)原位电子密度观测数据远小于其他系统观测数据的问题,本文利用COSMIC及COSMIC 2在中纬度地区的掩星数据,得到对LAP数据的校正关系,并进一步利用与ZH-1具有相似飞行高度的Swarm B卫星全球等离子观测数据对校... 针对ZH-1卫星朗缪尔探针(LAP)原位电子密度观测数据远小于其他系统观测数据的问题,本文利用COSMIC及COSMIC 2在中纬度地区的掩星数据,得到对LAP数据的校正关系,并进一步利用与ZH-1具有相似飞行高度的Swarm B卫星全球等离子观测数据对校正后的LAP数据进行检验,以评估校正结果的准确性和可靠性.检验结果认为:(1)校正后的LAP数据与Swarm B数据基本一致,两者在中纬度地区符合较好,在赤道地区仍有明显偏差.(2)这一偏差与观测数据值的大小有关,在较小观测值时两者符合较好,较大观测值时差异变大,可能与两个卫星载荷的不同动态响应特性有关.(3)经过线性校正的LAP数据不会改变相对变化关系,但拓展了数据的应用场合. 展开更多
关键词 zh-1卫星 LAP载荷原位电子密度观测 数据校验 COSMIC任务 Swarm B卫星
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The high-energy particle package onboard CSES 被引量:3
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作者 X.Q.Li Y.B.Xu +21 位作者 Z.H.An X.H.Liang P.Wang X.Y.Zhao H.Y.Wang H.Lu Y.Q.Ma X.H.Shen X.Y.Wen H.Wang D.L.Zhang F.Shi W.X.Peng M.Gao X.X.Yu J.Z.Wang Y.J.Zhang J.L.Zhang J.Zhang H.X.Li J.R.Zeng Y.F.Nan 《Radiation Detection Technology and Methods》 CSCD 2019年第3期45-55,共11页
Introduction The China Seismo-Electromagnetic Satellite(CSES)aims to monitor space electromagnetic fields,ionospheric plasma,high-energy charged particles and other features of the global space environment.The high-en... Introduction The China Seismo-Electromagnetic Satellite(CSES)aims to monitor space electromagnetic fields,ionospheric plasma,high-energy charged particles and other features of the global space environment.The high-energy particle package(HEPP),which can effectively detect the energy spectrum,flux and pitch angle distribution of space electrons and protons,and soft X-ray emission from solar flares,is one of the main payloads of CSES.Purposes and methods In this study,we designed,developed and calibrated the high-energy particle package and launched it into orbit with CSES.HEPP consists of the high-energy detector(HEPP-H),the low-energy detector(HEPP-L),and the solar X-ray monitor(HEPP-X).The three sub-detectors mainly use silicon detector and crystal calorimeter detection technology.Before launching,we calibrated the three sub-detectors in detail by using radiation source and accelerator beam.Results All the three sub-detectors have good energy linearity.After launching into orbit,the space energetic particles and X-ray distribution detected by HEPP are consistent with expectations.The performance indices of the detector reach the advanced level of the same kind of detector in the world.Conclusions HEPP has a wide energy detection range,good energy resolution and high angular resolution ability for electrons and protons.It will play an important role in the study of space particle response and space physics of seismic activity. 展开更多
关键词 zh-1 cses HEPP High-energy particle Radiation belt
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