范存波
- 作品数：29 被引量：90H指数：5
- 供职机构：中国科学院国家天文台更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金吉林省科技发展计划基金中国科学院知识创新工程更多>>
- 相关领域：天文地球自动化与计算机技术电子电信理学更多>>
- 一米望远镜空间碎片漫反射激光测距系统被引量：1
- 2017年
- 为减小空间碎片对空间活动的影响，利用高精度激光测距技术进行空间碎片的跟踪与观测研究，能够大幅提高其定轨精度，对空间碎片的监测与预警可起到很重要的作用。文中详细介绍了长春人造卫星观测站一米望远镜空间碎片漫反射激光测距系统。该系统采用了500Hz高功率激光器，提高发射激光功率；利用大视场导星，实现目标闭环跟踪并提高初轨预报精度；通过对望远镜发射系统与接收终端的改造，使其具有空间碎片激光测距功能，实现了空间碎片的有效激光测距，获取的观测目标最远距离达到1700km、最小有效雷达散射截面达到1m^2，单次测距精度约80cm。该系统将会为空间碎片精密定轨及其他研究提供很大帮助。
- 宋清丽韩兴伟梁智鹏梁智鹏董雪范存波
- 关键词：激光测距高重复频率
- Flora小行星族自转特性研究被引量：1
- 2019年
- 小行星族作为灾变碰撞的残留物,其基础物理性质提供了其母体以及后续演化信息.其中轨道以及自转特性分别反映了Yarkovsky效应以及Yarkovsky-O’Keefe-Radzievskii-Paddack效应(YORP效应)对于小行星族演化的影响.基于小行星光变数据库(Asteroid Lightcurve Database),通过对Flora小行星族自转速率分布进行研究,发现随着直径减小,族成员自转速率倾向于主要集中在3–5 d^(-1)的范围内.同时,可以注意到Flora小行星族整体表现出更倾向于顺行自转状态的现象,但对于轨道半长轴小于2.2au的成员来说,其顺行自转与逆行自转状态成员数目比接近于近地小行星中顺逆行自转状态源1:3的比例;此外,对于轨道半长轴大于2.2 au且具有顺行自转状态的部分族成员,在轨道半长轴-绝对星等分布中表现出聚集现象,并在聚集区域中有9颗成员展现出类似Slivan状态特征.
- 王夷博刘承志范存波许妍
- 空间目标光谱实测技术与表面材料分析研究被引量：1
- 2021年
- 随着航天活动的日益增加,空间碎片的数量急剧增多,对未知空间碎片进行编目和识别显得尤为重要。由于火箭箭体、人造卫星及其裂解碎片等在空间中处于外表裸露状态,其表面材料的物理与化学特性会产生较大变化。目前,针对空间目标表面材料的研究主要集中在地面实验室,无法对其在深空中的状态变化进行准确判断。利用空间目标光电望远镜及光谱测试终端组合,可以实时地对空间目标的光谱特性开展研究,进一步探究材料特性变化对目标特性识别的影响。通过利用长春人卫站1.2 m空间目标光电望远镜及相关光谱测试终端,同时结合图像预处理软件获取空间目标的高光谱图像,进一步运用天文学方法IRAF提取光谱一维数据,得到可分析数据。通过偏最小二乘法反演分析表面材料的面积比、置信度。实验将6个空间目标光谱数据分别进行反演,通过6种常用航空材料的反演结果显示所有目标均可解析出至少两种材料,其共同反演出现金色保温膜,它是空间目标表面一定含有的材料之一,其所占表面积比例也较高,结果分别约为0.75,0.78,0.78,0.59,0.71和0.45。其中,4个目标反演出现碳纤维板,结果分别约为0.19,0.22,0.07和0.24;3个目标反演出现砷化镓,结果分别约为0.07,0.15和0.17;2个目标反演出现Si,结果分别约为0.29和0.55。并且置信度分别约为84.7%,80.4%,84.1%,82.8%,82.6%和79.6%。实验结果表明观测方法可信性更高,在空间目标领域的观测技术、获取数据、研究分析等方面的研究结果对后续深入探索具有参考作用。实验结果和空间目标来源自洽度高,研究方法简单易行且与传统光学观测兼容性好。该方法拓展了精密跟踪型空间目标观测的研究领域,不仅具有目标所在空间环境分析的科学意义,也具有空间目标运行安全的应用前景。
- 邓诗宇刘承志谭勇谭勇姜春旭康喆康喆李振伟范存波张楠张楠牛炳力吕众
- 关键词：偏最小二乘法置信度
- 立方腔平均反射光程的研究
- 2016年
- 利用有限元光腔表面分割法对立方腔的平均反射光程(Average Reflex Optical Path Length,L_(ave))进行了数值模拟,给出了L_(ave)与腔长的线性关系式,并通过TDLAS实验得到了具有不同腔长的立方腔L_(ave)的实验值。研究结果表明,立方腔的L_(ave)随着腔长的增加而线性增大。与之前报道的理论结果相比,采用有限元光腔表面分割法得到的L_(ave)模拟值与实验值更为接近,误差率仅在2.5%以内。立方腔平均反射光程模拟值与腔长的关系可以作为确定腔长的依据,提高了基于立方腔的TDLAS气体测量系统的反演精度。
- 刘高佑安宁韩兴伟董雪马磊范存波刘承志
- 关键词：数值模拟
- 基于角反射器不均匀分布模型的卫星形状效应研究被引量：1
- 2020年
- 卫星形状效应是阻碍卫星激光测距(SLR)系统测距精度向毫米级发展的重要因素之一。基于卫星角反射器的实际分布,提出了角反射器不均匀分布(RUD)模型,计算了激光入射角与参与SLR过程的卫星角反射器个数、分布、反射强度的关系,分析讨论了卫星形状效应对SLR回波数据残差分布、卫星质心改正(CoM)值产生的影响。结果表明,与现有CoM模型不同,利用RUD模型计算得到的参与SLR反射的角反射器个数随激光入射角变化,角反射器分布分散且不对称,同纬度各角反射器反射激光强度不同,SLR回波波形中"拖尾效应"明显,与实测结果相符。同时,利用RUD模型得到的CoM值随激光入射角呈动态变化。对于Lageos-1卫星,长春站CoM平均值为248.1 mm,在国际激光测距服务组织的参考范围之内。
- 关博文安宁范存波刘承志温冠宇温冠宇高健张海涛
- 关键词：遥感卫星激光测距角反射器
- SLR系统地靶数值仿真及数据处理被引量：1
- 2021年
- 地靶测量是获取SLR系统时延值、校准系统误差的重要手段,对提高系统测距精度具有重要意义。基于SLR系统地靶测量原理,采用蒙特卡洛方法,建立了地靶测距模型,实现了SLR地靶测距仿真。同时,从噪声的角度出发,提出了一种自适应噪声相关性匹配(ANCM)算法对地靶测距数据进行去噪,利用短时静态实测背景噪声和随机噪声阈值构建了回波噪声模板,结合SLR地靶数值仿真模型产生的模拟测距数据,通过优化回波选取区间、算法迭代次数等参数,完成了地靶有效信号的提取。与传统地靶数据处理算法相比,利用ANCM算法得到的中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站SLR地靶数据有效点数增加了30%以上,数据处理精度提高2倍左右,数据处理的效率得到明显改善,为准确地获取SLR系统时延值提供了新的思路。
- 苗澍茁安宁高健温冠宇宋清丽董雪马磊范存波
- 关键词：SLR数值仿真数据处理
- 角反射器形状效应对卫星激光测距系统测距精度的影响被引量：5
- 2018年
- 基于卫星激光测距(SLR)系统的测距原理,对从角反射器反射的回波光子分布进行数值仿真,分析并讨论了卫星角反射器形状效应与SLR系统测距精度的关系。另外,为验证卫星角反射器形状效应的适用性,利用中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站SLR系统对不同轨道高度的卫星进行了实测。结果表明,卫星角反射器形状效应使从卫星反射的回波光子分布发生明显改变,激光脉冲被展宽。对于Starlette卫星,激光脉冲脉宽由50ps展宽至72ps,由卫星角反射器形状效应引起的测距误差约为5.4 mm。对于高轨Etalon-1卫星、中轨LAGEOS-1卫星和低轨LARES卫星,由卫星角反射器形状效应引起的测距误差分别约为15.4,7.4,5.0mm。因此,要使SLR系统测量精度向毫米级发展,应当考虑卫星角反射器形状效应对测距精度的影响,这也为SLR系统的性能评估与结构设计提供了新的思路与途径。
- 刘源安宁范存波刘承志马磊宋清丽董雪
- 关键词：大气光学测距精度
- 多种深度学习方法组合应用于小样本空间目标分类研究
- 2022年
- 随着近年来光谱探测仪器灵敏度、精确度和易用度的不断提升,光谱技术已经深入到各行各业的物质成分的鉴定与分析中。对于空间目标的光谱观测是传统光学观测的重要拓展之一,因其具有的非接触、无损伤等优点而备受关注,然而由于观测条件所限,空间目标的光谱数据量极小,通过传统方法对其进行分类分析达不到较好效果,必须探求提高分类精度的方法。首先,通过1.2 m空间目标光学望远镜上搭载的光谱相机终端获取空间目标高光谱图像;再通过天文学测光IRAF方法,提取空间目标的一维光谱数据;为对空间目标光谱进行分类,提出一种结合多种深度学习方法解决小样本数据量的空间目标分类问题。该方法应用密度聚类方法将空间目标粗糙分类,一维生成对抗网络方法增加空间目标数据,一维卷积神经网络方法将空间目标精细分类,三者组合进而达到较好的实验效果,整体精度约为79.1%(基于密度聚类、过采样、一维卷积神经网络方法组合、基于K-means、一维生成对抗网络、一维卷积神经网络方法组合和基于K-means、过采样、一维卷积神经网络方法组合的整体精度分别约为78.4%,77.9%和77.2%)。粗糙分类模型中,密度聚类方法比K-means方法整体精度平均高出约为0.67%;数据增广模型中,一维生成对抗网络方法比过采样方法整体精度平均高出约为1.52%;精细分类模型中,一维卷积神经网络方法二层网络比三层网络整体精度平均仅高出约为0.003%,但是运算时间更长。四种组合方法精度均高于单一方法。实验结果表明本文提出的组合方法在小样本空间目标类别未知情况下,可实现细分类且精度较高,为实现空间目标极小数据量下的图谱一体化分析,提供一定参考价值。
- 邓诗宇刘承志谭勇谭勇张楠张楠康喆李振伟范存波吕众
- 关键词：光谱数据密度聚类卷积神经网络
- 基于斜程传输模型的卫星激光测距在气溶胶中探测性能的研究被引量：2
- 2017年
- 基于大气气溶胶在空间的不均匀分布,提出并利用激光在大气气溶胶中的斜程传输模型开展卫星激光测距在气溶胶中探测性能的研究,即将气溶胶的分布分为水平及垂直方向,在垂直方向将其分为无穷多层,令每层气溶胶的水平方向浓度分布均匀,结合气溶胶粒子的散射截面、尺度分布函数,计算激光在每层气溶胶中的透过率,最后进行积分得到激光的大气传输透过率.结果表明,与Kim经验公式及Mie理论模型相比,由斜程传输模型计算得到的激光气溶胶透过率更接近实验值,其平均相对误差降低了一个数量级,仅为3.5%,表明该模型可准确地计算激光在气溶胶中的传输特性.结合激光雷达公式,利用该模型对气溶胶中不同轨道高度卫星探测成功率进行数值模拟仿真,发现在轻霾环境中低轨卫星的探测成功率可达40%以上,高轨卫星的探测成功率仅为15%,可利用高效率探测器与高能量激光器实现轻霾环境下的卫星激光测距.研究结果能合理解释已有的实验报道并有效地预估卫星激光测距系统探测性能,为系统的升级改造提供可靠的理论依据和技术保障.
- 陈煜丰安宁韩兴伟刘承志范存波温冠宇宋清丽董雪
- 关键词：卫星激光测距气溶胶透过率
- GNSS观测数据质量分析软件设计被引量：5
- 2016年
- 基于TEQC相关算法,编制了能有效处理GNSS数据的质量分析软件。结合i GMAS跟踪站实测数据,将所得GPS分析结果与TEQC进行对比,验证了该软件在GNSS数据质量分析方面的正确性,并实现了对BDS数据的质量分析,展示了该软件处理多模GNSS数据的能力。
- 张庆军袁运斌彭小强范存波
- 关键词：GNSSTEQC
