应用卫星技术发展核爆监测装备

论述了星载核爆监测系统的作用：国土防御核爆监测,我军核反击效果评估和全球大气层及空间禁核试检查。文章阐述了核爆炸电磁脉冲、光辐射、X射线和中子、γ辐射产生的原理和信号特征。阐述了星载核爆监测系统探测上述核爆信号、排除主要干扰信号的基本方法。     

星载核爆探测技术

简要介绍了美国星载核爆探测技术的现状以及常用的探测仪器与方法,并提出了我国发展星载核爆探测技术的几点建议。     

CCD高速摄像机及其在核爆光辐射信号探测中的应用

介绍了CCD高速摄像机基本构成和工作原理,并就其在核爆光辐射信号探测中的应用进行了分析探讨,最后得出使用CCD高速撮像机探测核爆光辐射特性是可行的。     

基于散射探测的鱼眼激光告警方法

分析了鱼眼激光告警系统的工作原理,建立了基于散射探测的鱼眼激光告警系统的探测模型,推导出系统的目标光斑成像公式及目标光斑到达探测系统的单像元能量公式,最后引用美国休斯飞机公司AN/TVQ-2激光目标指示器参数进行数值模拟分析,得出激光传输距离及鱼眼告警系统设置高度与探测器单像元能量的关系。     

γ射线暴对卫星探测空间核爆的影响

简介γ-射线暴现象。指出了γ-暴可能是卫星探测空间核爆的重要背景辐射干扰源;通过适当选择对各种辐射强度的探测阈值,有可能基本消除γ-暴的影响。     

云对卫星探测近地核爆光信号的影响

定量分析了云对从卫星上探测近地面核爆光信号的影响。结果表明,其影响程度随云光学厚度或卫星视角的增大而增大;云会给可探测信号强度及光学定位精度带来不利影响,但影响程度并不特别大(例如最小穿云光学透射比一般不小于0．1);云多次散射会使穿云光信号波形出现一定的延时,并变得“矮胖”;当点光源位于云几何中位面上方时,其向上穿云光学透过比与无云时几乎相同;而当该源在云几何中位面之下方时,其向上穿云透射比与该源到其几何中位面之距离密切相关。     

对舰艇核爆炸当量探测的分析与思考

对目前舰艇上采用的当量探测途径所存在的问题进行了分析,在此基础上,提出并讨论了以烟云宽度变化率作为舰艇核爆当量探测途径的建议。     

对卫星上可探测到的近地面核爆炸光信号辐照度值的估计

给出了卫星上可探测的近地面核爆光信号在无云地球大气层中的垂理透过率参考值。强调指出了地球大气层对所探测的光信号几乎是完全透明的,且是弱色散或几乎无色散的。导出了一些典型核爆光信号从近地面源处传输 些典型卫星轨道处的几何衰减因子。并据以估算出了两种极植当量（１Ｋt和１０＾３Ｋt）近地面核爆在一些典型卫星轨道处所产生光信号辐照度值。     

水下集矿作业车运动光学实时跟踪测量系统

集矿作业车是大洋采矿系统的关键技术,在实验定型阶段,高精度的测量集矿作业车的运动学参数是检验集矿作业车的牵引、控制等模块性能必不可少的环节。针对集矿作业车在水中行进、活动范围较大的特点,提出了利用广角镜头进行双目交会测量的光学方法,实现了集矿作业车运动轨迹实时跟踪测量系统。该系统首先在实验室内利用网格板对广角镜头的畸变进行修正;其次,在现场,根据场景中的自然特征,在室内标定的基础上,修正镜头畸变,标定摄像机内外参数;最后,两台摄像机跟踪集矿作业车上的合作特征,实时交会测量获得集矿作业车的运动轨迹,包括位置、速度等。该系统的测量结果与全站仪测量结果的残差为5mm。系统已正式通过验收,并投入使用。     

采用MC方法对核爆产生X射线卫星探测的仿真研究

采用MCNP4B软件中的光子电子耦合输运程序对大气层核爆(爆高在30km以上)产生的X射线光子(能量主要集中在几十keV)与硅半导体探测器作用过程的仿真研究,为星载核爆X射线探测器的参数优化设计提供参考,并给出MC方法仿真的基本工作原理。     

ICAO二阶阶跃畸变模型下的SAIM接收机测距精度分析

测距精度是评估卫星自主完好性监测（SAIM）接收机在导航信号畸变环境下工作性能的一个重要指标,论文从数学上推导出了SAIM接收机在国际民航组织（ICAO）二阶阶跃畸变模型下采用早晚相干跟踪处理时测距精度与畸变模型参数的解析表达式,理论分析和仿真结果表明数字畸变将导致接收机伪码鉴相器输出曲线存在过零点偏差,数字畸变量基本不影响接收机测距方差;模拟畸变将扭曲相关峰函数和鉴相器输出曲线,但鉴相器输出基本上不存在过零点偏差,模拟畸变参数、前端滤波器带宽和早晚码间距共同影响接收机的测距方差。     

天基核爆炸光辐射探测仿真研究

对天基核爆炸光辐射探测器的部分工作流程做了仿真计算,应用了大气辐射的有关理论,得出了核爆信号与背景信号的能量比。证明利用有效的温度计算辐射照度模型是合理的。提供了光学方法进行星上核爆探测的理论基础。     

海水电场受物体电导率及其形状影响分析

海水中电场测量体会对目标电场产生影响,为了提高电场测量的准确度,利用有限元分析的方法研究了物体对海水电场分布的影响因素,并确定畸变电场的分布规律。仿真结果表明:海水电场畸变峰值大小及其畸变区域受物体的电导率及其形状影响,物体电导率小于或大于海水电导率时对电场分布的影响截然相反,物体形状的曲率越大,电场畸变的峰值越大,但畸变区域越小。     

核爆感生闪电现象及其对光电途径探测核爆的影响

简介了大当量海面核爆（热核爆炸）感生闪电现象及其主要特征，阐释了该闪电之成因：系由NEMP激励而生，除由普通陆地表面核爆瞬发γ射线之康普顿电流所生NEMP的作用外，热核爆炸中子之感生放射性所生的次级γ射线（主要是热中子俘获辐射γ－先是地面俘获辐射γ，后是空气俘获辐射以及海面弹性反冲中子之空气俘获辐射γ）的康普顿电流和海洋环境都起着不可或缺的作用（后者主要通过造成有利于闪电形成之微妙的空气电化学特性，其大量^1H核做为良好的中子慢化剂，也通过加速中子慢化成热中子过程增大了中子与环境介质发生俘获辐射反应之概率，从而更凸显了热核爆炸中子的作用）。还简要讨论了该闪电对光电途径探测核爆（包括地基探测和卫星探测近地核爆）的不利影响及其消除措施。     

二进制偏移载波调制信号畸变误差评估指标

针对三种常见的信号畸变,给出完善的畸变误差评估指标,从而能够全面评估畸变误差。同时采用提出的评估指标对北斗全球系统B1频段上的基线信号BOC(14,2)及MBOC(6,1,1/11)信号进行评估。所提出的畸变误差评估指标能够用于评估现代卫星导航信号的畸变误差,对现代导航信号体制设计及完好性监测均具有指导意义。     

天基核爆光辐射探测方法研究

通过计算提出了天基核爆炸光辐射探测指标要求,根据对源项信号特征的分析,设计了具有通带为1～4000Hz带通滤波器的天基核爆光辐射探测电路,采取了降噪措施,并以实验检验了其灵敏度、信噪比、频率响应和动态范围等性能,提出了软件修正系统误差的方法．     

二进制偏移载波调制信号畸变误差评估指标研究

随着全球卫星导航系统的发展，二进制偏移载波（BOC）调制信号被广泛采用。全面评估BOC信号的畸变误差对于导航系统的信号完好性评估与监测具有重要意义。前文对于BOC信号的畸变研究较少，没有解析评估BOC信号畸变误差的指标与方法。本文针对三种常见的信号畸变，给出了完善的畸变误差评估指标，能够全面评估畸变误差。同时采用提出的评估指标对北斗全球系统B1频段上的基线信号BOC(14,2)及MBOC(6,1,1/11)信号进行评估。文中提出的畸变误差评估指标能够用于评估现代卫星导航信号的畸变误差，对现代导航信号体制设计及完好性监测均具有指导意义。     

二阶阶跃畸变模型下的卫星自主完好性监测接收机测距精度分析

测距精度是评估卫星自主完好性监测接收机在导航信号畸变环境下工作性能的一个重要指标。推导了卫星自主完好性监测接收机在国际民航组织二阶阶跃畸变模型下采用早晚相干跟踪处理时测距精度与畸变模型参数的解析表达式,理论分析和仿真结果表明数字畸变将导致接收机伪码鉴相器输出曲线存在过零点偏差,数字畸变量基本不影响接收机测距方差;模拟畸变将扭曲相关峰函数和鉴相器输出曲线,但鉴相器输出基本上不存在过零点偏差,模拟畸变参数、前端滤波器带宽和早晚码间距共同影响接收机的测距方差。     

核爆光信号谷点处出现平台时的取谷方法研究

深入讨论了适用于核爆光信号谷点处出现平台时的两种取谷方法－平台特定系数法和曲线拟合重构谷点法,指明了宜优选选用平台特定系地,可使误差控制在９５以内。且发现,对空爆和地爆应分别选用各自不同的特定系数。     

二阶阶跃模型下导航信号畸变对接收机载噪比估计影响分析

载噪比作为评估导航信号质量的重要指标,直接影响着接收机的捕获、跟踪和电文解调性能。推导了基于国际民航组织二阶阶跃信号畸变模型下导航接收机采用相关、非相关处理时载噪比估计与畸变模型参数之间的解析表达式,并分析了畸变参数对导航接收机载噪比估计误差的影响。理论分析及仿真结果表明:数字畸变参数变化范围下导航信号载噪比变化在10-2量级,增大模拟畸变的振荡频率或者减小衰减频率将会提高载噪比估计值,模拟畸变参数变化引起的载噪比损耗可达0.1d BHz,畸变参数对载噪比估计的影响整体上都较小,因此导航接收机的载噪比输出不能作为监测导航信号是否异常的完备检测量。