近地小行星天地基光学监测系统预警能力分析

针对近地小行星撞击地球的威胁,分析研究了各类典型天地基光学监测系统的短期预警能力.提出了短期预警圈的概念,利用太阳系内天体光学反射模型,仿真计算了以LSST为代表的大口径地基望远镜,以日-地L1点、类金星轨道和大幅值逆行轨道三种典型轨道为代表的天基光学监测系统的短期预警能力,并比较了三种天基系统对太阳方向来袭的近地小行星的预警能力.结果表明,L1点预警覆盖稍好但可提供的预警时间较短;类金星轨道星座预警时间长、天区覆盖广,但存在相位间隙会导致漏警;大幅值逆行轨道针对太阳方向具有覆盖率高、预警时间长等优势.可见,通过部署若干天基系统监测节点,可以为地基监测系统提供有力补充,解决太阳方向的覆盖盲区问题,全方位预警近地小行星撞击地球风险.      

基于FPGA+DSP的浅地表频域电磁探测数字处理系统

针对浅地表频域电磁探测对接收信号采集、传输和现场高效处理的要求,提出基于FPGA+DSP的浅地表频域电磁探测数字处理系统.在FPGA中实现数据采集、控制和传输FIFO(First Input First Output)模块,采用新式通用并行端口UPP(Universal Parallel Port)实现大数据传输,基于TMS320C6748平台,采用正交锁定放大方法,设计高效率数据处理算法,利用上位机软件通过RJ45网口对系统进行控制并显示结果.实测结果表明:该架构数字处理系统,对不同金属有着较强探测能力,加快了数据传输速率,缩短了系统工作时间,提高了工作效率.     

基于多重近似重访周期的火星-太阳同步回归轨道设计

在分析火星-太阳同步回归轨道数学模型的基础上,设计了回归周期的近似重访周期算法.基于对回归要素取整处理,结合回归轨道重访特征函数,通过对重访间隔子间距数的判断,可以得到最优近似重访周期和次优近似重访周期,近似重访周期的设计能以更高的时间分辨率实现对地覆盖.进一步分析了最优回归周期族与火星赤道表面覆盖率的关系,并计算了其对应的轨道参数.为火星探测初期的轨道设计提供了借鉴.      

用于被动式非接触探测的人体心脏电场分析

基于人体心脏电场的被动式非接触探测技术,具有抗干扰性好、无辐射、隐蔽性好、操作简单等优点.利用传统心脏偶极子模型,由单个心肌细胞推导出了心脏场源电位;建立了心脏-躯干模型和等效阻抗耦合电路模型,得到了心脏电场从体内到体表传输的传递函数和衰减增益;通过对人体躯干点电荷模型进行了分析,得到了人体心脏电场的探测方程,对其进行了仿真分析.由此得出在允许误差范围内,可以将人体心脏电场等效为点电荷电场模型分布,并通过仿真得到了人体心脏电场被动式非接触探测的理论探测距离.     

时域电磁探测发射机损耗及热分析设计

电磁探测技术广泛应用于矿产勘察、考古研究、环境安全检测等多个领域,而时域电磁探测技术更有着深度大、效率高、成本低的特点,有广泛的应用前景.针对常见的时域电磁探测系统发射功率大、损耗及热效能较大,如何降低损耗和热效能的问题,利用PLECS仿真软件操作简便、稳定性好、器件全面以及仿真速度快等优点,从理论上计算了全桥变换器逆变电路的损耗,设计了一种新型的时域电磁探测发射机的热仿真模型,分析了不可控制整流电路和全桥变换器逆变电路的平均损耗,并计算了高频变压器两侧散热器最大热阻值.实验仿真表明,该方法简单准确,可以有效防止散热器过度设计,提升系统设计效率和工作效率,确保系统稳定,为进一步搭建样机模型提供了热仿真基础,很大程度上缩短了搭建模型的试验过程.     

Study of detection performance of passive bistatic radars based on FM broadcast

The passive bistatic radar based on the FM broadcast has inherent superiority with respect to its survivability. In this article, the ambiguity function （AF） and the cross ambiguity function （CAF） of the FM radio signal are analyzed and illustrated. The Kolmogorov Smirnov （K-S） test verifies that the amplitude probability density function of the CAF side lobes is exponential; the distribution of the target is also deduced. Finally, the detection performance of the passive radar is studied, and the result shows that this new type bistatic radar has favorable detection capability.     

核弹不能解除小行星撞地威胁

在美国科幻电影《世界末日》中,布鲁斯·威利斯和他的核弹小组成功地拯救世界于危难之中。但是,根据一项新研究显示,使用核弹攻击可能并不能解除由于小行星撞击地球带来的威胁。在大片《世界末日》中,作为石油钻井平台专家的威利斯,在一颗小行星即将撞击地球的危急时刻临危受命,     

大科学时代的大发现需要大资金、大投入、大协作——以引力波探测为例

 简述了引力波探测的起源,按共振棒引力波探测器时代、激光干涉引力波探测器时代、科学研究的全球化时代3 个阶段,论述了引力波探测的进程及其特点。介绍了中国开展引力波研究的历史,分析了中国开展大科学研究的机遇及挑战。     

基于地下实验室的暗物质直接探测实验

 暗物质研究是当前基础物理研究的前沿热点课题之一,对天体物理学、宇宙学和粒子物理学等学科的发展具有十分重要的意义。暗物质的直接探测实验是进行暗物质研究的手段之一,也被认为是最为重要的一种方法。本文介绍:暗物质的不同探测方法、暗物质直接探测实验的原理;国际上主要的地下实验室、针对轻质量和重质量暗物质进行直接探测的典型实验及目前取得的进展;下一代实验将面临的挑战和机遇。     

城市地下管线探测工作概述

城市地下管线的分布状况是城市规划、建设和管理的一项重要资料,查明地下管线情况,实现城市地下管网信息化管理,是现代城市发展的一项重要工作。城市地下管网探测是指对雨水、污水、给水、燃气、电力、通讯、热力、工业管道及其他地下隐蔽管线的位置、埋深、高程、走向、性质、规格、材质和权属情况进行全面的探测和调查。工作流程包括地下管网探测、绘制地下管网图、建立地下管网管理信息系统等。