摘要：以北京市2015年1月11-17日发生的连续灰霾污染过程为例,采用地基和星载激光雷达联合观测,反演得到气溶胶的垂直分布特征。由MODIS卫星遥感数据和HYSPLIT后向轨迹模式分析得出污染来源和传输路径,结合地面空气质量和气象观测数据揭示了本次污染的成因。结果发现,根据激光雷达数据反演的近地面气溶胶消光系数与地面PM2.5浓度变化总体较为一致,而气溶胶边界层高度与PM2.5浓度呈相反变化趋势,且最低边界层高度为500 m。污染期间为小风高湿天气,地面平均风速和相对湿度分别为1.35 m/s和66%,连续多日逆温层的出现抑制了污染物在垂向空间的扩散传输,逆温强度高达5℃,这两方面因素导致污染物的持续积累,最终,在16日凌晨,PM2.5浓度达到448μg/m^(3)。污染最后在16日偏南风的作用下得以解除,PM2.5浓度的下降速度达到82μg/(m^(3)·h)。观测期间,PM2.5与NO_(2)、CO的相关系数分别为0.766和0.901,呈显著正相关,可见NO_(2)等气态前体污染物转化而来的二次气溶胶是霾的重要来源。综合分析表明,本次污染以灰霾为主,由区域传输和局地排放的气溶胶叠加、累积而成,河北南部及河南、山西等地的污染物随高空气团传输到北京地区,与本地排放的污染气溶胶混合在一起,导致污染加重。

摘要：文中基于分布式系统构建了一种集存储、管理和计算为一体的多源异构遥感数据管理系统,系统使用Apache HBase存储标准化后的遥感瓦片对象;使用MongoDB存储瓦片元数据,并根据Z曲线编码进行范围分区,实现负载均衡;使用Apache Spark+GDAL进行栅格计算;利用改进的Z曲线编码进行空间查询。经过原型系统性能测试实验表明,文中查询方法在百万级数据量的窗口查询下是PostgreSQL的空间索引查询性能的4.25倍,计算时使用惰性加载图像数据的策略,计算效率相比GeoTrellis提高了18%。

摘要：原位资源利用技术是地外生命保障体系构建、实现人类地外生存的有效途径,是载人深空探索的核心技术。基于微通道技术的人工光合成反应器,采用流动反应器设计,用于低微重力等特殊环境条件下模拟人工光合作用,实现CO2向O2和含碳燃料的转化。微通道芯片通过气液剪切作用力使气体反应产物快速脱离电极表面并随反应介质排出反应器,理论上可以克服微重力条件对反应过程的影响,尚需进行微重力试验进行验证。同时,微通道结构可以通过精确控制反应气液的压力、流速、流量比等反应条件,获得优化的反应条件。通过地面试验,验证了该反应器将CO2还原为O2和含碳化合物的功能可行性。以Au和Ir/C作为阴极和阳极材料,3 V电压条件下,O2产率可达11.74 mL/h。此外,基于人工光合成反应器搭建了集反应模块、控制模块、流路驱动模块以及检测模块等于一体的地外人工光合成装置,形成原位反应、介质供给、精确控制、在线收集和检测等功能一体化的系统,并实现CO2有效转换和O2供给。为后续技术成熟度更高的反应装置研制、高产物选择性的含碳化合物转化以及人工光合成反应装置在轨试验奠定了理论和实践基础。

摘要：目前人类已经成功实现了对月球中纬度地区的着陆探测,而对于月球极区的探测,尤其是在科学和工程上普遍认为探测意义重大的南极区域,尚属空白。对月球南极极区环境,包括温度、地形地貌、光照和测控等条件进行了初步分析。针对月球南极区域具有温度低、地形地貌复杂(撞击坑多、坡度较大)、太阳高度角低(南极点的太阳高度角在±1.54°之间变化)且遮挡情况严重、对地不可见弧段较长等特点,提出了工程着陆选址的原则。着陆探测任务首先要选取合适的着陆区,不仅要满足科学目标需求,而且还应具备工程可实现性,尽可能地保证着陆安全,经过对撞击坑周围环境的比较讨论分析初步选择了4个区域(沙克尔顿撞击坑、霍沃思撞击坑、舒梅克撞击坑和坎布斯撞击坑),10个着陆点,可为未来工程实现提供参考。

摘要：为验证和评估软件可靠性水平,阐述了开展软件可靠性测试的方法和过程,针对星载嵌入式软件的特点,介绍了进行软件可靠性测试的关键步骤的实现途径和方法,包括:失效的定义、测试环境的搭建、使用剖面的构造、测试过程的执行以及失效数据的收集,最后给出了该软件的可靠性定量评估结果,表明了该方法和流程的实用性和可行性,为后续开展类似的软件可靠性测试提供实践经验。

摘要：在现代发射轨道空间弹丸飞行姿态研究中,通过轨道上的多组阴影相机基站瞬态捕捉弹丸姿态图像数据,对图像数据进行处理计算可以获得弹丸的飞行轨迹数据。因此,阴影相机的空间坐标校正对飞行姿态数据的获取以及测量精度有着重要的影响。针对传统悬线型基准系统校正误差大以及因每组相机间独立校正而导致的空间几何坐标校正一致性低的问题,基于光电位置传感器和光学杠杆原理,设计了新型阴影相机空间几何坐标校正系统。阐述了该系统的理论背景、组成以及调校方法,并对该系统进行了实验分析。实验结果表明,采用该系统校正阴影相机俯仰角精度优于10″,单组相机校正实验测量结果误差不超过0.06mm,多组相机校正一致性误差不超过0.1mm。

摘要：高速磁悬浮涡轮分子泵因其高能量密度、微振动、无需润滑等优点被广泛应用于工业领域,但外部电源失效时,高速转子跌落后与保护轴承产生剧烈撞击和摩擦,将给系统带来致命损害。针对以上问题,提出一种基于平均功率平衡法的电力失效补偿控制方法。首先,设计电机能量回馈电路;其次,对Buck-Boost变换器进行数学建模,设计一种双环非线性控制器,其中电流内环使用滑模控制,电压外环使用平均功率平衡控制,并利用Lyapunov函数推导出系统的稳定性条件;最后,通过搭建磁悬浮分子泵PFCC实验平台,对所提出的方法进行实验验证。结果表明:本文所提出的方法具有快速响应和输出鲁棒性,磁悬浮转子由额定转速21 000r/min降至3 900r/min时跌落,电机的能量转化效率为96.6%,提高了磁轴承系统的安全性。

摘要：为了实现微生物粒子在线监测,基于荧光探测原理设计了微生物粒子计数仪光学系统。对微生物粒子含有的核黄素、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸等物质的荧光特性进行测试和分析,确定了以405 nm波长的半导体激光器作为激发光源,提出了荧光检测系统的整体结构。设计了基于组合光阑和透镜组的光源整形光路以及荧光探测光路,以降低光噪声。完成了系统结构的制作和组装。采用荧光微球对检测系统的性能进行了测试,结果表明:系统的输出噪声约为20 mV,可以实现对粒径为1,2,5,10μm荧光微球的分级检测,具有信噪比高、检测灵敏度高等特点,对进一步开展气溶胶微生物粒子计数仪的研制具有重要意义。

摘要：针对地球静止轨道(GSO)卫星系统在卫星和地球站布设中的同频干扰评估问题,设计了地球站及卫星的全球分布对下行和上行通信链路的干扰评估场景,以及考虑波束业务特征影响的多条链路的集总干扰场景,构建了不同场景下的干扰评估和分析计算的模型,提出了一种基于干扰函数极值的评估方法。所提方法通过建立干扰系统地球站的随机分布集合和受扰系统的干扰函数,结合国际电联(ITU)提供的全球地形数据、天线波束参数、电磁波传播模型,能够实现对2个GSO卫星系统间的卫星轨位和地球站布设的定量化计算分析。采用所提方法对位于47°E±6°的GSO卫星系统、位于(23°N,26°E)地球站的同向下行链路,以及位于(23°N,26°E)的地球站对26°E±6°的GSO卫星系统的同向上行链路的干扰情况进行了定量化计算。结果表明:在卫星轨位间隔为2°时的干扰噪声比值为-12.29 dB,与ITU建议书中规定的-12.2 dB的限值之间的误差为0.7%,证明了所提方法的有效性和可行性。所提方法还可以统计GSO卫星系统在任意角度间隔和全球布设场景下的干扰分布情况,对于干扰评估和规避措施的制定具有一定的借鉴意义。

摘要：针对现有体散射测量系统中激光器与探测器相互遮挡导致探测角度减小的问题,设计了一款新型的水中颗粒物的体散射函数测量系统。首先,通过双潜望式光路结构,将激光发生平面与散射探测平面分离,减小了激光器对探测角度的遮挡;同时,通过潜望式出射棱镜将透射光导出水体,避免了容器的杯壁散射,提高背散射测量的准确性。根据实际工艺,改进出射棱镜,设计系统样机,实现了3°~178°大角度范围体散射函数的测量。结合系统结构与水下光传输原理,根据数据矫正算法,矫正由于测量光程及水体衰减造成的偏差。对比矫正后结果与米散射仿真结果,证明方法的可靠性。