用于空间科学研究的基于磁阻传感器的矢量磁强计

提出一种用于空间科学研究的基于低资源消耗各项异性磁阻传感器的矢量磁强计。该矢量磁强计的探测范围为±65000nT,–3dB带宽为DC～10Hz的磁场波,噪声功率谱密度≤0.2nT/Hz^1/2@1 Hz,非线性误差■,非正交性误差■。该磁强计搭载运行于太阳同步轨道的风云三号气象卫星(FY-3E),在轨初步探测结果表明,该磁强计具备探测空间磁场扰动(例如极光椭圆区的场向电流(20～60 nT))的能力。     

弱磁场测定实验

本文介绍利用实验室的一般仪器及自制探头和极化器,试制流水式核磁共振磁强计,并用以校定霍耳效应高斯计及对弱磁场测定的情况。弱磁场是用坡莫合金罩屏蔽地磁场实现的[注],磁场最低测到0.0128±0.0002高斯。     

基于labview的磁场数据采集和储存系统

研究了一种应用于弱磁探测仪器的可视化磁场数据采集系统．该系统可以采集磁通门或原子磁强计等弱磁探头的磁场信号数据，可以实现数据处理和可视化显示，数据可以任意储存和调取，方便以后的数据处理和分析．     

环绕火卫一的稳定准卫星轨道搜索与分析

本文在火星-火星卫星-探测器的限制性三体问题中,考虑了火星卫星的轨道偏心率和不规则引力场,建立了新的环绕火星卫星的轨道动力学模型,其中火星卫星的引力场采用了高精度的多面体模型.利用数值方法遍历搜索了起始于火卫一两个赤道惯量主轴的稳定准卫星轨道(Quasi-Satellite Orbits, QSOs),并分析了QSOs的稳定性特征.针对稳定的QSOs,分析了稳定性对初始速度误差的灵敏度、全球地面覆盖情况和最小/最大轨道高度,并分析了上述因素对探测任务中QSOs选取的影响.最后,选取了几组典型的稳定2维和3维QSOs,对它们的几何特性和潜在应用价值做了进一步的讨论和分析.本文建立的模型广泛适用于环绕火星卫星的轨道动力学研究和轨道设计,对轨道的搜索和分析揭示了环绕火卫一稳定QSOs的基本分布和特征,可为探测器的轨道设计提供部分参考.     

中国火星探测器首亮相

<正>2019年10月11日,中国航天科技集团通过其官方微博首次公开了中国火星探测器实物照片。据深空探测首席科学家叶培建介绍,火星探测准备工作已就绪,火星探测器暂命名为"火星一号"。据了解,中国火星探测任务计划同时携带环绕器、着陆器和巡视器,即在一次火星探测过程中实现"绕""落""巡"三大任务。探测器发射升空后,先在地球附近加速,进入霍曼转移轨道,再在火星附近减速被火星捕获。由于通过霍曼转移轨道从地球轨     

文化播报

<正>“天问一号”传回火星沙尘天气高清照片日前,“天问一号”环绕器近火点再次经过“祝融号”火星车巡视区域上空,拍摄了“祝融号”巡视区0.5米分辨率影像图。“祝融号”火星车也从火星表面传回自拍照,相比刚刚着陆时拍的照片,可以看出火星车表面已积累了一层薄薄的沙尘。火星沙尘暴会直接影响火星车的能源获取,因此一直备受关注。我国工程团队持续通过“天问一号”环绕器中分辨率相机获取的影像监测火星沙尘天气,发现从今年1月下旬开始,     

IVMD降噪下的磁梯度张量系统集成校准方法

磁梯度张量系统（MGTS）经过校准能够减小传感器系统误差、阵列非对准误差和载体磁干扰误差，但磁测信号常受到环境电磁场、地磁脉冲信号等噪声的干扰，使得系统校准精度受限。为此，提出了在独立变分模态分解（IVMD）降噪下的MGTS集成校准方法。首先，进行旋转采样获得足量磁场矢量信号，并合成为总场强度和方向信号以避免降噪失真；然后，利用谱循环相关系数对信号进行端点延拓以抑制端点效应，对合成信号进行变分模态分解（VMD），并对主分量进行核独立成分分析（KICA），进一步消除噪声和模态混叠；最后，利用集成补偿和旋转对准（ICRA）方法的一步校准系统，消除系统误差、非对准误差和硬软磁干扰的影响。实测表明，相较于ICRA直接校准，该方法在室内电场环境中将张量分量均方根误差（RMSE）由近100 nT/m约束在5.6 nT/m内；在磁性目标定位实验中，定位距离均方根误差由0.157 m减小至0.066 m。     

组合导航中磁强计干扰估计与补偿方法

针对磁场干扰较大导致组合导航定位中磁强计解算航向角严重失准的问题,提出一种磁强计的磁场干扰补偿方法。分析了磁强计输出模型,利用陀螺仪求解的航向角差、横滚角和俯仰角,建立磁场干扰模型。将三轴磁场干扰转化为两轴磁场干扰,再采用最小二乘拟合法对其进行估计并补偿,输出补偿后的航向角。在人为设置磁场干扰源的条件下进行转台实验,实验结果表明,该方法补偿后的磁强计磁场干扰得到有效抑制,航向角精度有效提高。     

火星探测研究结果分析

火星是地球的近邻,很多方面的特征与地球相似.有观点认为,火星是地球的未来,即地球经过长期演化,其内部机构、地表和空间环境可能会变成火星现在的状况.因而在与地球比较的基础上,开展火星探测和研究,不仅对于探索火星及其空间的奥秘,而且对于认识地球都有重要的意义.本文对空间飞行器所取得的有关火星的探测结果(包括火星内部结构和火星表面、火星大气、火星电离层和磁层,以及太阳风与火星的相互作用等)进行了分析和概述,内容涉及火星内部化学成分、火星岩石中的元素、火星表面地形和尘暴,火星大气的光化学过程、火星大气的季节变化和大气中的同位素,火星上过去全球尺度的磁场和现在的局域强磁场观测,火星全球尺度偶极磁场的可能反转,太阳风与火星电离层相互作用所形成的感应型磁层等科学问题.结合目前火星探测和研究的现状,对火星研究的主要科学问题和意义进行了简单描述.     

水平式隧穿磁强计的性能实验

水平式隧穿磁强计是一种新型隧穿磁强计,其特点是:反映磁场变化的Loren tz力与敏感元件在同一水平面内。对已加工的这种磁强计表头进行了性能实验。实验内容包括:通过隧道电流和驱动电压的测试实验来验证该表头是一种符合隧道效应的传感器;通过隧道电流和线圈电流的测试实验来验证该表头具有磁强计的基本功能。测试结果表明:这种磁强计符合隧道效应并能够敏感磁场信号。     

电磁铸造中的磁场分布

用自制线圈探头测定了电磁铸造单锭和双锭系统冷态模型的磁场分布规律，并用互感耦合模型对磁场进行了数值计算。实验和计算结果表明：互感耦合模型是合理的，是理论分析磁场的１种有效方法。磁场除角部因叠加效应较高，在铸锭其他区域分布均匀。对于双锭系统，当两锭间的距离大于１５ｃｍ时，两锭间的相互影响可以忽略。     

油气管道变形涡流检测线圈探头的有限元仿真分析

涡流测距法是油气管道变形检测的一种有效手段,该方法要求电涡流线圈探头的量程较大,以便检测器能够顺利通过管道的变形区域。为提高线圈探头在较远距离上的检测分辨率,利用有限元方法,在保持线圈探头上激励功率不变的条件下,对线圈探头产生磁场的空间分布进行了仿真,并研究了线圈探头的内外径之差、厚度和等效半径对检测分辨率的影响。仿真结果表明:线圈探头的内外径之差增加,其检测分辨率增加;线圈探头的厚度增加,其检测分辨率增加;线圈探头的等效半径增加,其在较远距离下的检测分辨率先增加后减小。试验结果表明:在保持激励功率不变的条件下,增加线圈探头的内外径之差和厚度确实能够提高传感器的检测分辨率和灵敏度,与仿真结果一致。     

超导量子干涉器通过鉴定

超导量子干涉器(RF-SQUID)是一种磁通传感器,配上适当的输入电路便可以构成高灵敏度的磁强计、磁场梯度计、磁化率计、电压表、电流计、小位移测量仪等.这些仪表有极高的灵敏度,比常规仪器高几个数量级.能解决常规仪器不能解决的许多测量问题.在低温物理、生物磁学、计量标准、地球物理等领域有独特的应用,因而具有广阔的开发前景. 我校研制的RF-SQUID为点接触双孔型器件,气密封装.它设计合理,工艺精密.整机包括三部分:探头,高频头,低频控制仪.探头顶部、底部都用超导屏蔽;器件至室温     

太阳敏感器输出误差测量装置研究

设计完成了一种太阳敏感器输出误差测量装置,其原理简单、成本较低,可以满足大部分太阳敏感器地面测试测量精度的需求。太阳敏感器是卫星动态模拟器敏感器部件的重要组件之一。太阳敏感器输出误差测量是卫星动态模拟器研制和实验操作的一项重要的前期工作,精确测量太阳敏感器误差对以后的理论计算和仿真实验有重要意义。太阳敏感器主要通过测量太阳光线与卫星某一体轴之间的夹角,确定太阳在敏感器本体坐标系中的位置,通过坐标矩阵变换得到太阳在卫星本体坐标系中的位置,最终在卫星的姿态控制系统中求出卫星姿态,即卫星的空间方位。提出了一种新的基于ARM7单片机的数字太阳敏感期输出误差测量装置设计方法。采用高精度数字式二自由度电动转台作为测量装置的基台,用于改变输入角度。采用ARM单片机控制器控制转台的转动角度和转动速度;采用专用的太阳模拟器作为太阳敏感器的输入光源;太阳敏感器的输出角度通过无线模块传送至PC机进行输出处理操作。对比转台角度和太阳敏感器的输出实测角度,可以得到太阳敏感器的输出误差曲线。本测试系统误差来源较少,主要为动力学转台的运动误差和太阳模拟器光源误差。转台的运动控制精度为0.00125mm/(°)。理想情形本装置的测量精度为角...     

用脉冲移动指零法测量磁场强度的方法

用音频发生器使坡莫合金片探头激磁,在外磁场为零时,从示波器观察探头测量线圈中感应电动势正脉冲波形的位置.再将探头放到被测磁场处,则见正脉冲已移动某一距离.然后在补偿线圈中通入一电流使正脉冲回到原来位置,从补偿线圈常数和电流即可确定被测磁场的大小,这便是脉冲移动指零法的原理.本文对探头的结构、测量线路及其工作原理加以说明,并用实验数据来验证.最后对此法的测量范围和准确度加以估计.     

一种探测电磁干扰的磁场探头设计

采用磁场探头进行电磁兼容辐射干扰探测来定位电子设备中的辐射源是一种很有效的方法。文章设计了一种带状线结构的近场磁场探头,可用于电磁干扰的探测。通过建立电磁仿真模型,计算了探头的S参数,验证了设计的探头在0.05~7GHz频带范围频率特性良好。应用三层印制电路板技术制作了该磁场探头,并通过一个特性阻抗为50Ω的微带线测试了探头耦合S参数,并测试了频率为3GHz时微带线上方的磁场分布,测试结果说明本探头具有较高的分辨率。实验测试结果和电磁仿真结果吻合较好,证明了所设计的带状线结构磁场探头的有效性。     

苏美拟分别探测火星

位于太阳系中的火星,早就引起了地球上科学家们的极大兴趣。当前,苏、美研究人员都在拟定计划,准备对这颗神秘的行星实施更近的观测。苏联宇宙飞船,拟于1988年作下二次火星飞行。该飞船经过二百天飞行后,将进入预定的火星轨道。届时,它将为十多个国家进行二十六次科学实验,其中包括测量火星大气、调查火星大气及其表面的化学物质等。在太空飞行期间,苏联飞船将在距离“火卫一”不到五十米的空间飞行。“火卫一”是火星两颗小卫星     

微小卫星姿态确定系统多信息融合滤波技术

采用微小卫星姿态动力学,并针对太阳敏感器/磁强计/卫星导航系统(GPS)接收机多姿态信息融合的特点,提出一种基于融合反馈模式的改进联邦滤波姿态确定方法,各子滤波器只完成量测更新,由主滤波器完成时间更新与预测信息的分配.给出了由四元数描述卫星姿态的误差状态方程和各子系统的量测方程,基于磁强计测量信息,对微小卫星的主要干扰源剩磁进行建模.仿真结果分析表明:基于剩磁建模的姿态动力学模型可有效提高姿态确定的精度;改进联邦滤波算法减少了系统的计算量,保证了可靠性.     

多国开启火星探测其中真真假假你可知?

正7月23日12时41分,长征五号遥四运载火箭搭载我国自主研发的"天问一号"火星探测器在中国文昌航天发射场顺利升空。天问一号将实现火星环绕和着陆巡视,对火星开展全球性、综合性的环绕探测,并在火星表面开展区域巡视探测。7月份还有阿联酋的希望号火星探测器、美国的毅力号火星探测车离开地球奔赴火星。对许多人来说,亿万千米外的火星既熟悉又神秘,许多科幻大片都以火星为背景拍摄,科学家也在设想让人类移民火星,但是关于火星是否有生命存在、外星人是否到访、火星的气候、辐射环     

移居火星可能吗

正火星是地球的"邻居",直径约为地球直径的一半。火星的表面有大量氧化铁,我们常见的红色铁锈的主要成分便是氧化铁,所以火星远看是橘红色的。火星类似于科幻小说中的沙漠行星,地表沙丘、砾石遍布。它因为离太阳较远(它与太阳的平均距离约是地球与太阳平均距离的1.5倍),得到光照较少,表面平均温度低至-55℃。火星上大气稀薄,其中绝大部分是二氧化碳(95.3%),有极少氧气(0.15%)。火星有一个巨大的臭氧洞,阳光不受遮挡,直接照射到火星表面。火星如今也没有磁场保护,被太阳风肆意侵袭。目前,人类没有在这个星球上发现生命。