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1.
朗缪尔探针是目前国际上广泛应用的一种空间等离子体环境就位探测技术.中国电磁监测试验卫星上搭载的朗缪尔探针，是我国首次将探针技术应用于星载平台.本文基于电磁监测试验卫星朗缪尔探针的观测原理及Irving Langmuir等提出的近似理论公式，针对朗缪尔探针的仪器特点，提出了等离子环境下朗缪尔探针观测数据的简化反演方法，并依据朗缪尔探针鉴定件的等离子体罐试验数据对该方法进行了比较验证.结果表明，该数据反演方法的效果较好，可以作为电磁监测试验卫星朗缪尔探针观测数据反演的基本方法，并为后续数据处理提供技术基础. 相似文献
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参量衰减不稳定性(Parametric Decay Instability,PDI)在大功率高频(High frequency,HF)电波与电离层等离子体相互作用的过程中扮演着十分重要的角色,本文采用广义Zakharov方法对常规的等离子体流体力学方程组进行相应处理后,并在近似实际的电离层背景和电波传播模型下,构建了高频电波加热电离层激发PDI的数值计算模型.模拟结果发现:在毫秒量级的时间尺度上,大功率高频电波在寻常波(Ordinary wave,O波)反射点高度附近激发出了朗缪尔波(Langmuir wave)和离子声波(Ion-Acoustic wave)两种等离子体静电波模,模拟中产生的朗缪尔波和离子声波相应波数为5~11rad·m~(-1),结果与利用色散关系求出的理论值4~7 rad·m~(-1)近似一致,密度扰动幅值从10~6m~(-3)量级指数级增长到了10~(10)m~(-3)量级,直至能显著影响与"低频"密度背景相关的等离子体频率后,出现了等离子体"空穴"结构以及朗缪尔波被"俘获"现象,在扰动空间内的小尺度静电场幅值最高能达到100 V·m~(-1)量级,最终造成一种强烈的局地化"空穴"湍流现象.本文的研究有助于深入理解PDI的物理机制,对研究大功率高频电波与电离层等离子体之间复杂的非线性相互作用也有着非常重要的意义. 相似文献
3.
本文利用2000年至2009年CHAMP卫星朗缪尔探针实地测量的电子密度数据,分析了电离层中纬槽的位置变化及其控制因素.研究结果表明:(1)地磁平静期电离层中纬槽的位置随磁地方时和经度变化;(2)电离层中纬槽的位置对地理经度的依赖表现为西半球槽的位置高于东半球;(3)AE指数和SYM-H指数与槽的位置变化显著相关,表明极光电集流和环电流是中纬槽位置变化的重要控制因素;(4)太阳风电场晨-昏分量的量值变化显著影响中纬槽位置,而其极性变化的影响相对较弱.研究结果对中纬槽建模有一定的参考价值. 相似文献
4.
利用张衡一号电磁卫星朗缪尔探针观测的原位电子密度数据和等离子体分析仪观测的原位氧离子密度数据,针对2022年1月8日青海门源MS6.9地震,分析震前电子密度和氧离子密度异常特征,并总结以往震例。结果显示,在门源MS6.9地震前11天出现电子密度和氧离子密度高值异常;对电离层异常进行震例统计分析,发现大多数地震前6天以内出现电离层异常,且走滑型地震和逆冲型地震震前居多,讨论异常产生的机理可能为大气声重波机制和电场机制。 相似文献
5.
本文利用欧洲非相干散射雷达协会(European Incoherent Scatter Scientific Association,EISCAT)的两次加热实验诊断数据,基于我们在文章(1)中建立的数值模型,定量分析了实验过程中出现参量衰减不稳定性(Parametric decay instability,PDI)的物理过程.分析结果如下:(1)通过对两次加热实验数据的分析,均观测到了增强的等离子体谱线(HFPLs)和离子声波谱线(HFILs),谱线的频率和加热电波频率满足频率匹配条件,表明电离层加热过程中参量衰减不稳定性的激发.(2)通过对加热电波反射区电子密度和离子密度模拟数据的谱分析,可以清晰发现与实验结果相符的朗缪尔波和离子声波.实验1观测到的离子声波谱线频率为8.8 kHz,而模拟得到的离子声波在5～6 kHz,实验2观测到的离子声波谱线为7.1 kHz,而模拟得到的离子声波频率在5.5～6 kHz,模拟结果与实验观测比较一致.(3)实验观测和模拟结果均表明,在参量衰减不稳定性激发过程中,加热电波频率(f_h)与等离子谱线频率和离子声波谱线频率(f_(ia))并不是简单匹配,实验1观测到的等离子体谱线频率为f_h-3f_(ia),实验2观测到的等离子体谱线增强频率为f_h—f_(ia)和f_h—3f_(ia).这一结果表明在加热过程中出现了多次参量衰减的现象,从而为朗缪尔湍流的激发提供了条件. 相似文献
6.
地面VLF人工源可以导致辐射带高能粒子沉降.为研究辐射带粒子加速和沉降机制,乃至实现对辐射带电子"人工控制"的设想,需要在精确计算得到VLF人工源在电离层激发电磁场能量分布的基础上,计算哨声波对辐射带电子的调制作用.以往计算VLF人工源在电离层中激发的电磁场能量分布多基于Cary给出的波导中VLF波衰减率和Helliwell提出的经典电离层吸收曲线,但近期研究表明,这些模型结果存在较为明显的误差.本研究建立了地面VLF信号穿透电离层传播的全波计算模型,将计算结果与DEMETER卫星记录的NWC通讯台激发的电磁响应进行对比.虽然模型没有考虑电离层参数水平不均匀性,但模型计算结果与卫星观测值也有较好的一致性.利用经过验证的全波模型计算了不同地磁参数、电离层参数情况下,不同辐射特性的地面VLF辐射在波导中的衰减和穿透电离层时D/E区的吸收值,探讨了上述参数对电磁波能量在波导和D/E区中衰减的影响规律. 相似文献
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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Ne和等离子体分析仪(PAP)探测到的离子密度Ni(He+和O+)数据，经分析发现Ne、 He+密度和O+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—大气圈—电离层耦合模型的声重波、电磁波通道影响了电离层。 相似文献
8.
为了在深部第二成矿带找矿,需要进一步提高电磁法可控源的强度,因此,一种新的大功率固定发射源的电磁法正在孕育之中.该方法采用长偶极源或者环状电流源,为了提高发射源的强度,偶极长度L或者环状源半径R需要非常大.然而,电磁场信号的强度不仅仅依赖于发射源,当L或者R为数十公里时,接收点的位置远离发射源,电离层对电磁场的影响不可以忽略.电离层的影响既可能是增强信号,也可能是削弱信号,这依赖于不同类型源产生的电磁波.本文利用三维积分方程法对包含电离层、空气层、固体地球层(简称地-电离层模型)的线状和环状大功率电流源电磁波响应进行了三维数值模拟,对两种源的电磁波的响应特征进行了对比研究.研究表明虽然磁性源的发射效率高于电性源,但是由于发射源在波导区产生的直达波经电离层的反射波要产生相长相消干涉,波导区的场特征既和发射源的特征有关,也和电离层有关.对比研究发现对于x方向的水平长偶极源电离层对电磁场 Ex 和 Hy 的影响是使场的幅值增强,即波导场的 Ex 和 Hy 的衰减是减缓的.而对于水平环状电流源,电离层对水平方向的电磁场的影响是使场的幅值减弱,即波导场的 Ex 和 Hy 的衰减是增大的.为此,认为采用大功率固定源在波导场工作时应该采用线状电流源. 相似文献
9.
本文利用两颗跟飞的GRACE卫星载GPS信标测量数据和基于差分相对TEC的层析算法,实现了全球范围的顶部电离层和等离子体层(450~5000 km) 层析成像.反演结果表明,利用低轨道卫星载GPS信标测量数据可以有效地重建顶部电离层和等离子体层的全球二维分布图像.对不同地磁活动条件下的天基层析反演结果表明,等离子体层电子密度随纬度的分布是不均匀的;在低纬赤道带,从顶部电离层向上延伸直到等离子体层,以及等离子体层中局地的电离增强云团,经常出现近似垂直于磁力线的电子密度柱状增强结构. 相似文献
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电离层影响下不同类型源激发的电磁场特征 总被引：3，自引：1，他引：2
大地电磁法(MT)和可控源音频大地电磁法(CSAMT)虽然在多种勘探领域均得到了广泛的应用,但是也存在着一些问题.于是结合了这两种勘探方法的优点,一种采用固定的大功率源进行电磁波发射,在全国范围内进行电磁信号接收的人工源电磁法得到了发展.此方法中收发距可达上千公里,在此大尺度范围下如何保证电磁信号的强度成为一个关键问题,而其中发射源的类型是决定着信号强度的重要因素.当收发距很大时,电离层的存在将影响到电磁信号的传播,为了探讨适合于大功率固定源方法的发射源类型,本文将大功率固定源方法模型抽象为地-电离层模型,研究电离层影响下的三维积分方程法,其中地-电离层模式背景模型的格林函数用波数域中的层矩阵法获得.利用此正演方法模拟对比了发射源分别为水平长线源、环状源和L型源时电离层影响下的电磁场传播特征,并初步探讨了L型发射源对三维异常体的分辨能力.综合分析认为L型源是较优的发射源,有利于在大功率固定源方法中进行实际应用. 相似文献
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S. Klimov S. Romanov E. Amata J. Blecki J. Büchner J. Juchniewicz J. Rustenbach P. Triska L. J. C. Woolliscroft S. Savin Yu. Afanas’yev U. de Angelis U. Auster G. Bellucci A. Best F. Farnik V. Formisano P. Gough R. Grard V. Grushin G. Haerendel V. Ivchenko V. Korepanov H. Lehmann B. Nikutowski M. Nozdrachev S. Orsini M. Parrot A. Petrukovich J. L. Rauch K. Sauer A. Skalsky J. Slominski J. G. Trotignon J. Vojta R. Wronowski 《Annales Geophysicae》1997,15(5):514-527
The plasma-wave experiment ASPI (analysis of spectra of plasma waves and instabilities) on board the INTERBALL spacecraft is a combined wave diagnostics experiment. It performs measurements of the DC and AC magnetic field vector by flux-gate and searchcoil sensors, the DC and AC electric field vector by Langmuir double probes and the plasma current by Langmuir split probe. Preliminary data analysis shows the low noise levels of the sensors and the compatibility of new data with the results of previous missions. During several months of in-orbit operation a rich collection of data was acquired, examples of which at the magnetopause and plasma sheet are presented in second part of the paper. 相似文献
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David Walsh Peter Turner Elliot Grunewald Hong Zhang James J. Butler Jr. Ed Reboulet Steve Knobbe Tom Christy John W. Lane Jr. Carole D. Johnson Tim Munday Andrew Fitzpatrick 《Ground water》2013,51(6):914-926
A small‐diameter nuclear magnetic resonance (NMR) logging tool has been developed and field tested at various sites in the United States and Australia. A novel design approach has produced relatively inexpensive, small‐diameter probes that can be run in open or PVC‐cased boreholes as small as 2 inches in diameter. The complete system, including surface electronics and various downhole probes, has been successfully tested in small‐diameter monitoring wells in a range of hydrogeological settings. A variant of the probe that can be deployed by a direct‐push machine has also been developed and tested in the field. The new NMR logging tool provides reliable, direct, and high‐resolution information that is of importance for groundwater studies. Specifically, the technology provides direct measurement of total water content (total porosity in the saturated zone or moisture content in the unsaturated zone), and estimates of relative pore‐size distribution (bound vs. mobile water content) and hydraulic conductivity. The NMR measurements show good agreement with ancillary data from lithologic logs, geophysical logs, and hydrogeologic measurements, and provide valuable information for groundwater investigations. 相似文献
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A new broadband electromagnetic induction (EMI) array sensor, GEM-5, for detecting and characterizing Unexploded Ordnance (UXO) has been developed in order to provide high production rates for EMI surveys. The sensor consists of a single rectangular loop transmitter around a linear array of seven pairs of coaxial receiver coils, with each coil in a pair located at the same vertical distance above and below the loop transmitter. The coil pairs are wired in an inverted series so that the signal consists of the difference between the voltage induced in the upper and lower coils. This particular configuration provides a high degree of primary field cancellation, dense spatial sampling rate due to simultaneous and continuous operation of all sensors, suppression of motion-induced and environmental noise, and strong source fields at typical UXO burial depths providing deep detection range. Our prototype tests indicate that the array yields a lower static and motion-induced noise over the critical low frequencies than that of existing sensors, and in particular, the signal-to-noise ratio at 90 Hz is 32 dB higher. Environmental noise can be largely removed from the difference measurements. The field test results from UXO test sites show that the prototype sensor has smoother background and appears to detect more seeded targets than the GEM-3 concentric sensor, however some of that gain can be attributed to higher power transmitter electronics. 相似文献
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William A. Prothero 《Physics of the Earth and Planetary Interiors》1979,18(2):71-77
A new free-fall ocean-bottom seismometer capsule has been designed which is more versatile, lower cost, and easier to deploy than previous versions. The pressure case consists of a 1.3 m long 15.24 cm inside diameter aluminum tube. Positive buoyancy is provided by three 33 cm diameter glass spheres. Release is accomplished with dual explosive bolts which screw directly into the end cap of the pressure housing. The electronics consist of 3-component geophones, gain-ranging amplifiers and filters, multiplexer, 12-bit analog to digital converter, microprocessor controller, digital cassette tape deck, and acoustic transponder and command system. The gain-ranging amplifiers result in 128 dB of dynamic range. The batteries will power the electronics for three months. Checkout, data playback, and battery charging can be accomplished without opening the pressure case, considerably reducing the effort required to recover and redeploy the capsule. The microprocessor controller enables the system to be adapted to a wide variety of sophisticated oceanographic data sampling and recording experiments. The mechanical design is consistent with deployments of 1 year or longer. Its total estimated parts cost is U.S. $ 13,000. 相似文献
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为了检验自主研制的地面电磁探测(SEP)系统各组成部分在实际勘查中的性能与可靠性,以及整体系统的野外实际工作能力,在内蒙古乌兰察布市兴和县的曹四夭钼矿开展了SEP不同类型磁传感器之间以及SEP整套系统与国外商业仪器系统的全面对比试验.试验采用多种方案,分别进行了高温超导磁传感器和感应式磁传感器之间的性能对比试验;磁通门磁传感器和感应式磁传感器之间的性能对比试验;SEP发射机与GGT-30发射机、TXU-30发射机的发射性能对比试验;SEP系统与V8、GDP-32II等国际先进仪器的CSAMT法综合对比试验;以及SEP系统和V8系统的MT法对比试验.本文对试验结果进行了分析,表明自主研制的SEP系统已经基本达到甚至优于国外同类产品的性能,能够很好地胜任野外实际勘查工作. 相似文献
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结构-地基相互作用体系的动力相似关系研究 总被引：3，自引：4，他引：3
模型试验的动力相似理论是结构试验技术中的一个重要的基础性研究课题。本文设计实现了缩比为1／20和1／10的结构－地基相互作用体系的振动台模型试验，通过对两个模型的试验结果的对比研究。对结构－地基相互作用体系的动力相似关系进行了初步探讨。按照本文的动力模型的设计施工及试验原则进行的模型体系的振动台试验，在结构－地基动力相互作用体系的主要特征和规律方面有较好的相似性。在激励较小阶段和激励较大阶段，两个缩尺模型在动力特性、加速度反应时程以及上部结构的应变反应等方面具有较好的相似关系；但在试验的中间阶段，两者存在明显的差异，影响两个缩尺模型在试验中间阶段的相似性的主要原因是土体在模拟地震激励下的非线性发展程度的差异。 相似文献
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A new optical sensor, the airborne Polar Nephelometer, is described. The sensor is designed to measure the optical and microphysical parameters of clouds containing either water droplets or ice crystals or a mixture of these particles ranging in size from a few micrometers to about 500 m diameter. The probe measures the scattering phase function of an ensemble of cloud particles intersecting a collimated laser beam near the focal point of a paraboloïdal mirror. The light scattered from polar angles from 3.49° to 169° is reflected onto a circular array of 33 photodiodes. The signal processing electronics and computer storage can provide one measurement of the scattering phase function every 100 ms or every 0.2 ms. The first part of the paper describes the theoretical design of a prototype version of the probe. 相似文献
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不同比例钢-混凝土混合结构高层建筑动力相似关系试验研究 总被引：3，自引：0，他引：3
模型试验的动力相似理论是结构抗震试验技术中的一个基础性研究课题。本文设计实现了1/10、1/20和1/30三个不同比例的钢-混凝土混合结构高层建筑的振动台模型试验。通过对三个模型试验结果的对比研究,对钢-混凝土混合结构高层建筑的动力相似关系进行了初步探讨。试验结果表明,按照本文的动力模型的设计施工及试验要求进行的不同比例钢-混凝土混合结构高层建筑的振动台试验,在自振频率、振型、加速度放大系数、楼层最大位移、楼层剪力等动力特性和动力反应方面具有较好的相似性。试验结果一方面说明对这三个模型采用的动力相似关系和制作方法是合理的,另一方面也说明了对钢-混凝土混合结构房屋采用较小的1/30比例进行振动台试验是可行的。 相似文献
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随着电子技术的发展,许多新技术被应用到地球物理仪器之中.其中,无缆地震仪采集站具有重量轻、易搬运的特点,适宜应用于如森林、沼泽、沙漠等地面状况复杂的区域,可以在复杂地质条件下方便地进行地震数据采集,是未来地震仪发展的方向.本研究研发了一种低成本无缆地震仪采集站,通过分析无缆地震仪的发展方向,确定了采集站的设计方案,该系统采用了微功耗设计,GPS授时同步与低成本晶振相结合的时钟机制,并设计了基于多项分解的软件滤波器提高24位Σ-ΔADC的动态范围,其低成本、小体积、低功耗的特点使其非常适用于复杂区域下的资源勘探,并可应用于高密度、宽方位等物探新技术当中. 相似文献