基于先验信息的空间碎片探测方法

提出了一种基于先验信息的空间碎片图像探测方法.该方法通过先验信息,在图像中碎片星像的邻域设置波门,计算波门内的局部背景阈值,辅以相关的判据识别目标.随后使用矩方法计算碎片质心相对波门中心的偏离值,通过线性平移计算碎片质心在整幅图像中的位置.实验表明:该方法复杂度低、便于实现、实时性好,可以高效、准确地探测空间碎片,比较精确地确定碎片的质心位置.     

天体轨道长期数值积分的误差估计方法

数值积分方法是进行天体力学研究的重要工具, 尤其对于行星历表的研究工作而言. 由于在使用数值方法计算天体轨道时, 最终误差通常是难以预知的, 所以在面对精度要求较高或者积分时间较长的工作时具体积分方案的设计---尤其是当使用定步长方法时的步长选择---需要十分谨慎, 因为这将意味着是否能在时间成本可以被接受的范围内使解的精度达到要求. 因此, 在使用数值方法解决实际问题时如何快速寻找效率与精度之间的最佳平衡点是每一个数值积分方法的设计者与使用者都会面临的难题. 为解决这一问题, 在定步长条件下对数值积分方法的舍入误差概率分布函数以及截断误差积累量对步长的依赖关系和随时间的增长关系进行了深入研究. 基于所得结论, 提出了一种仅需较少的数值实验资料即可对选择任意时间步长积分至任意积分时刻时的舍入误差概率分布函数与截断误差积累量进行准确估计的方法, 并使用Adams-Cowell方法对该误差估计方法在圆周期轨道条件下进行了验证. 该误差估计方法在未来有望用于不同数值算法的性能对比研究, 同时也可以对数值积分方法求解实际轨道问题时的决策工作带来重要帮助.     

基于粒子群优化的LAMOST初始波长定标方法

大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope,LAMOST)初始波长定标操作,对于在先验定标系数附近搜索解空间内的每一点,通过插值法生成对应定标系数下的虚拟定标灯谱,再将生成的虚拟定标灯谱与实测定标灯谱作互相关运算,使得相关系数最大时对应的定标系数即为初始定标结果,其实质是一个多参数寻优问题.粒子群优化是一种基于群体智能的随机全局优化算法,具有实现简单、精度高、收敛快的特点.鉴于粒子群优化的优异性能,提出一种基于粒子群优化的LAMOST初始波长定标方法,并设计相应算法和测试实验.实验结果表明,基于粒子群优化的LAMOST初始波长定标在收敛性、解的质量、运行时间等方面都优于基于改进遗传算法参数寻优方法.     

两种利用d-函数计算倾角函数方法的比较

利用d-函数的Blanco递推(d-funl)和Risbo递推(d-fun2),可以得到两种计算倾角函数及其导数的方法.这两种方法均有较高的精度和稳定性.对于小倾角,d-fun2的精度优于d-fun1,而对于大多数其他倾角,d-fun1的精度优于d-fun2;但d-fun2的稳定性明显优于d-funl;计算速度d-funl比d-fun2约快7倍.但是这两种方法均有sin I=0的奇点.另外,d-函数方法直接计算出来的就是正规化的倾角函数,不能实现倾角函数的无奇点计算,因此不适合在小倾角卫星动力学中应用.     

基于小波方法的平滑算法在引力透镜中的应用

基于离散小波变换(DWT)方法,提出了一种可用于计算三维数值模拟样本面密度的平滑算法.为检验方法的有效性,利用该算法研究了两组不同质量解析度的引力透镜数值模拟样本,样本采用了暗物质晕的等温椭球模型,使用蒙特卡罗方法生成.计算结果表明此算法能够在很高的精度上构建引力透镜模拟样本的面密度分布轮廓,由面密度计算出来的透镜的临界曲线和焦散曲线也能较好地和理论曲线吻合,结果是令人满意的.同时比较了三组不同的小波基的计算结果,包括Daub4,Daub6和B-spline 3th,给出了最优的选择.在不损失平滑效果的同时,此算法具有非常高的速度,非常适合于处理以后更高精度的N体数值模拟.     

Hansen系数及其导数的直接计算方法

回顾总结了7种Hansen系数及其导数的直接计算方法,比较分析了这些方法的计算效率和计算稳定性.研究表明:Hansen系数的递推关系可以用来判别计算结果的稳定性.最后指出, Wnuk方法(双精度计算)和McClain方法(4精度计算)是稳定的,可以用来计算人造卫星轨道摄动.由于大多数人造卫星采用小偏心率轨道,需要计算无奇点摄动,推荐使用McClain方法1 (4精度计算).     

修正的极大似然法拟合幂律频数分布

针对包含饱和样本数据的频数幂律分布拟合,提出一个新的幂律分布指数的极大似然估计方法的修正公式.对比研究显示,修正公式适用于剔除异常饱和值的幂律频数拟合.如果不剔除饱和值,幂律指数的估计只能使用修正前的公式,其误差随幂律指数变化,指数较小时误差较大.由此建议,对于包含饱和样本的频数分布拟合,首先剔除异常的饱和值,然后对剩余不含饱和值的子集使用修正公式进行参数估计.     

卫星轨道确定模型误差的深度加权核估计方法

卫星动力学模型误差是客观存在的事实,动力学模型误差传递到轨道确定算法中构成部分形式未知的模型误差,并且与测量系统自身的系统误差和随机误差耦合在一起形成定轨模型误差,严重影响轨道确定精度.详细推导了存在动力学模型误差的轨道改进方程,对模型中能准确描述的部分建立了参数化模型,对不能准确描述的误差部分,建立了非参数模型.构建了部分线性轨道改进模型,利用二阶段估计法和核函数估计法对模型误差进行拟合估计,并在轨道改进中予以补偿.根据数据深度理论,建立了非参数模型误差的深度加权核估计方法,提高了模型误差估计的抗差性.最后结合天基空间目标监视系统进行了轨道确定仿真实验.实验结果表明,模型误差是影响轨道确定精度的重要因素,核函数估计法可以有效估计定轨中的模型误差,窗宽是提高模型估计精度的重要变量,通过深度加权处理可以明显提高核函数估计的抗差性,提高轨道确定精度.     

基于相位差方法的天文目标高分辨率成像研究

基于相位差方法的天文目标高分辨率成像,是利用在焦面和离焦位置上同时采集的一对或者多对短曝光图像,对目标和大气湍流引入的波前相位分布进行估计．在计算机模拟望远镜成像系统和相位差方法图像采集过程的基础上,利用信号估计和最优化理论,确定了高斯噪声模型下的目标函数,采用适合于大规模无约束优化的有限内存拟牛顿法对图像恢复问题进行了数值求解．恢复结果表明,基于相位差方法的高分辨成像技术,可以有效地克服大气湍流的影响,解决天文扩展目标的图像恢复问题．     

基于小波模极大值相关信息的脉冲星标准脉冲轮廓累积方法

讨论了产生脉冲星标准脉冲轮廓的重要性.在分析经典脉冲轮廓生成方法的基础上,提出了基于小波模极大值相关处理的脉冲轮廓累加方法.首先将观测数据按周期分组,分别进行小波分解,生成粗尺度上以脉峰为特征点的小波系数;然后,选择某组高信噪比信号的系数为参考数据,分别与其它各组变换系数进行相关,确定脉峰的相对时延.最后,对分组的原始观测数据按此相对时延量进行累加,生成脉冲轮廓.观测信号可先通过背景噪声估计和平滑处理而得到信噪比较高的归一化标准轮廓.实例分析以及与模板相关法的比较结果表明:该方法简单而有效,不需要设计近似模板,且对噪声类型不敏感,具有较高的工程应用价值.     

月球探测中转移轨道误差分析和中途修正计算

针对返回型月球探测器,基于月球探测中转移轨道的动力学特征和误差传递矩阵的性质,分别对地月转移轨道和月地转移轨道的误差传递特点进行了研究,并根据误差传递矩阵给出估算第1次中途轨道修正速度增量的线性公式.通过具体算例,给出在实际力学模型下月球探测中转移轨道误差传递性质,讨论了目标点和目标轨道两种不同的轨道修正方法的特点和适用情形,并结合再入约束条件对月地转移轨道第2次中途修正进行了分析和计算.     

The SuperNova Early Warning System

A core collapse in the Milky Way will produce an enormous burst of neutrinos in detectors world‐wide. Such a burst has the potential to provide an early warning of a supernova's appearance. I will describe the nature of the signal, the sensitivity of current detectors, and SNEWS, the SuperNova Early Warning System, a network designed to alert astronomers as soon as possible after the detected neutrino signal. (© 2008 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

Error Analysis and Trajectory Correction Maneuvers of Lunar Transfer Orbit

For a returnable lunar probe, this paper studies the characteristics of both the Earth-Moon transfer orbit and the return orbit. On the basis of the error propagation matrix, the linear equation to estimate the ?rst midcourse trajectory correction maneuver (TCM) is ?gured out. Numerical simulations are performed, and the features of error propagation in lunar transfer orbit are given. The advantages, disadvantages, and applications of two TCM strategies are discussed, and the computation of the second TCM of the return orbit is also simulated under the conditions at the reentry time.     

无需初值猜测的间接法小推力轨道设计

在间接法求解小推力轨道计算中,通过先选取合适的性能指标,并对小推力最优控制问题转化为两点边值问题的方程在开普勒轨道附近线性展开,有效增强了协态变量初值收敛性,使得该方法无需对协态变量初值进行反复的随机猜测,迭代过程也不需要人工干预,提高了轨道搜索应用中的计算效率.之后再对性能指标进行迭代优化,可获得逼近于Bang-bang控制的控制方案.     

Solar Type III Bursts and the Generation of Backward Langmuir Wave

It is generally believed that the conversion of Langmuir wave (LW) to electromagnetic wave is the generating mechanism of solar type III bursts. The Langmuir wave can be easily excited by the instability of the electron-beam current, and the interaction of the forward and backward Langmuir waves is considered to be the cause for the second harmonic of a type III burst, but, so far, the dispersion equation and generating mechanism of the backward Langmuir wave have not yet been thoroughly studied. For the equation of two-stream instability with temperature included, an analytical solution is derived. It is found that the dispersion relation of the forward LW strongly depends on the beam-current speed, while that of the backward LW depends only on the thermal velocity, when the other parameters are fixed. These analytical results are partially confirmed by particle-in-cell (PIC) simulations. With the PIC simulation, the generating mechanism of the backward LW is studied, and it is revealed that the backward LW can not be excited directly by the electron-beam current, and that its energy is obtained basically from the scattering of the forward LW. However, the electron-beam current does cause a direct amplification of the second harmonic of the forward LW.     

一种载人小行星探测轨道优化设计方法

给出了一种基于变比冲核电推进载人飞船探测小行星的轨道优化设计方法.首先基于双脉冲单圈Lambert轨道转移,对地球出发段和返回段进行搜索剪枝,再从两个可行区域中优选最佳飞行路径.设定"推进-滑行-推进"的分段飞行策略,以工质消耗最少为指标,利用混合法优化核电推进飞行轨迹,最后以分段优化参数为初值,基于整体任务约束将全飞行过程转化为非线性优化问题,将各飞行段进行拼接,获得整体参数优化解,并给出了数值和图形结果.     

The Synchrotron Emission of Jets with Transverse Velocity Discrepancy

It has been commonly accepted that the bulk velocity of extragalactic jets varies in all directions. We examined the synchrotron radiation of a jet with velocity structure in the direction perpendicular to its axis and found that the spectral energy distribution (SED) is not strongly influenced by this circumstance, that there is only a small increase in the emission intensity and almost no shift in the peak frequency. For objects with smaller inclined angles θ0 between the jet axis and the line of our sight, such as Blazars, the effect is more important. When θ0 exceeds a critical value there is no longer any change in the SED. To compare the bulk speed with different velocity structure, an equivalent speed (β) is defined which would reproduce the same spectral profile. There possibly exists a stress fμ(y) between layers of the outflow when the velocity is not the same in the jet.