星地通信背景下,P波段信号在穿越大气到达地面阵列的过程中,受到电离层效应的影响,其波达方向(Direction of Arrival,DOA)与极化角均发生改变,因此现有DOA-极化联合估计算法得到的估计值与真实值之间存在误差。为解决此问题,从DOA和极...星地通信背景下,P波段信号在穿越大气到达地面阵列的过程中,受到电离层效应的影响,其波达方向(Direction of Arrival,DOA)与极化角均发生改变,因此现有DOA-极化联合估计算法得到的估计值与真实值之间存在误差。为解决此问题,从DOA和极化角两个方面分别进行校正。首先考虑电离层折射效应,建立电离层信号传播模型,以此为基础提出俯仰角误差修正方法。其次针对电离层法拉第旋转(Faraday Rotation,FR)效应,分析法拉第旋转角(Faraday Rotation Angle,FRA)对信号极化的影响,根据地面目标散射过程,提出两种基于散射矩阵的FRA估计方法。通过仿真实验可知,所提方法可以准确计算P波段信号俯仰角修正值与FRA,在一定条件下,将俯仰角估计精度提高约0.1°,FRA估计精度提高近1°,从而实现DOA与极化角的校正。展开更多
张衡一号卫星在轨6年积累了海量观测数据,检测其中的闪电哨声波事件(Lightning Whistler,LW)对于分析空间物理环境规律具有重要意义.但现有基于时频图像的方法推理速度过慢,完成任务需约40年.为此,研究首次从音频事件检测的角度提出高...张衡一号卫星在轨6年积累了海量观测数据,检测其中的闪电哨声波事件(Lightning Whistler,LW)对于分析空间物理环境规律具有重要意义.但现有基于时频图像的方法推理速度过慢,完成任务需约40年.为此,研究首次从音频事件检测的角度提出高速的闪电哨声波检测模型WhisNet,将检测的时间成本从40年压缩至54天.方法为以4 s滑动窗截取波形,提取梅尔频谱特征,利用轻量级卷积循环神经网络(CRNN)提取音频事件特征,输出层预测LW事件起始时间和持续时长.基于2020年4月1-10日的感应磁力仪(SCM)数据实验显示,WhisNet检测性能与传统方法相当,但计算量和参数量减少99%,速度提升98%.进一步在2020年5月SCM数据上的应用结果与WGLC(全球闪电气候学和时间序列,WWLLN Global Lightning Climatology and time series)全球闪电密度趋势高度一致,验证了WhisNet在大规模卫星数据处理中的准确性与适用性.研究结果为挖掘其他海量地球空间事件提供了重要参考.展开更多
文摘利用全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)双频差分信号进行电离层电子含量反演是一种常用的电离层探测手段,但GNSS信号在强电磁干扰环境下,被淹没于电磁噪声中而无法被提取,影响电离层总电子含量(total electron content,TEC)反演系统的可靠性。采用传统调零抗干扰阵列天线方案能解决干扰源剥离的问题,但调零信号的天线相位中心不稳定导致高精度的相位平滑伪距和精密单点定位(precise point positioning,PPP)算法无法收敛。针对强干扰环境下的电离层监测需求,本文提出一种抗干扰TEC数据反演手段,通过对阵列天线通道幅相一致性进行校正,保证相位中心的稳定性,从而推算出准确的电离层TEC信息,提高了系统的可靠性和抗干扰能力。
文摘张衡一号卫星在轨6年积累了海量观测数据,检测其中的闪电哨声波事件(Lightning Whistler,LW)对于分析空间物理环境规律具有重要意义.但现有基于时频图像的方法推理速度过慢,完成任务需约40年.为此,研究首次从音频事件检测的角度提出高速的闪电哨声波检测模型WhisNet,将检测的时间成本从40年压缩至54天.方法为以4 s滑动窗截取波形,提取梅尔频谱特征,利用轻量级卷积循环神经网络(CRNN)提取音频事件特征,输出层预测LW事件起始时间和持续时长.基于2020年4月1-10日的感应磁力仪(SCM)数据实验显示,WhisNet检测性能与传统方法相当,但计算量和参数量减少99%,速度提升98%.进一步在2020年5月SCM数据上的应用结果与WGLC(全球闪电气候学和时间序列,WWLLN Global Lightning Climatology and time series)全球闪电密度趋势高度一致,验证了WhisNet在大规模卫星数据处理中的准确性与适用性.研究结果为挖掘其他海量地球空间事件提供了重要参考.
