顾旭东 作品数:76 被引量:89 H指数:6 供职机构: 武汉大学 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 中国博士后科学基金 中央高校基本科研业务费专项资金 更多>> 相关领域: 天文地球 电子电信 理学 自动化与计算机技术 更多>>
南极长城站哨声波监测仪设备及其初步观测 2024年 在子午工程二期项目的支持下,武汉大学(Wuhan University,WHU)联合中国极地研究中心研制了一套甚低频(very low frequency,VLF)波动探测系统,并在2022年由中国极地研究中心部署于南极洲的中国长城站(Great Wall Station,GWS,62.22°S,58.96°W).该探测系统的动态范围为~110 dB,时间精度为~100 ns,可为空间物理和空间天气研究提供高分辨率的波动观测数据.本文详细介绍了WHU VLF(子午工程编码:OCHCH_WHWM01)波动探测系统在GWS的初步观测结果,充分验证了系统的优越性能和稳定性.在过去一年的常规运行中,此系统能精确探测北美和欧洲等区域内各种地基VLF台站信号的动态变化.初步分析结果表明,在多次X级太阳耀斑爆发期间,GWS观测到的人工VLF台站信号特性与以往的研究结果高度一致.由于HWU-GWS(HWU为发射台站的名称)路径穿过南大西洋异常(south Atlantic anomaly,SAA)区域,观测结果同时表明,在磁暴期间,HWU VLF信号的扰动与磁层电子沉降在时空关系上具有很强的关联性.此外,此设备也能观测到闪电激发的宽频带哨声波,在频谱图上呈现特有的清晰色散结构.因此,在南极独特的地理位置,地基哨声波监测仪的观测结合其它仪器的观测,有利于深入开展与极区哨声波传播、低电离层扰动、地面闪电放电和辐射带粒子沉降等相关的空间天气学研究,对开展全天时空间环境监测具有重要意义. 顾旭东 倪彬彬 倪彬彬 王市委 李斌 胡泽骏 胡泽骏 何昉 陈相材关键词:南极长城站 基于范阿伦卫星观测的槽区嘶声波冷等离子体色散关系的适用性评估 被引量:2 2022年 等离子体层嘶声波对电子的散射损失是地球内外辐射带之间的槽区(1.8≤L≤3)形成的主要机制.冷等离子体色散关系被广泛地运用于量化嘶声波对高能电子的散射效应研究中,而在真实的磁层环境中,热等离子体的存在会修正嘶声波的色散特性.基于范阿伦双星的观测数据,对比了利用磁场观测数据得到的槽区嘶声波观测幅值和反演幅值,并研究了空间位置与地磁活动水平对嘶声波冷等离子体色散关系适用性的影响.结果表明,冷等离子体近似整体上高估了嘶声波的幅值,观测幅值与反演幅值的差异有着很强的日夜不对称性,而没有明显的地磁活动强度依赖性.此外发现,波动磁场的反演强度在低频(高频)处显著低于(高于)观测强度,意味着冷等离子体近似整体上高估(低估)了嘶声波对槽区较低(较高)能量电子的散射强度.研究证明,槽区嘶声波冷等离子体色散关系的适用范围有很强的空间区域与频率局限性,这对深入理解槽区电子的动态演化过程有非常重要的意义. 朱琪 马新 曹兴 倪彬彬 倪彬彬 付松 付松 顾旭东Juno卫星观测到的电子投掷角的蝴蝶状分布现象 Juno卫星的极轨特性使它可探测最低大约为4200公里高度的木星大气层和木星内磁层。通过其上搭载的JEDI(Jupiter Energetic Particle Detector)仪器和Waves仪器,我们计算出不同能级... 罗琼 倪彬彬 顾旭东 付松 项正 曹兴关键词:卫星观测 电子能级 文献传递 H^(+)频段EMIC波对辐射带相对论电子的投掷角扩散系数的多维建模 被引量:1 2022年 电磁离子回旋波(Electromagnetic ion cyclotron waves,简称EMIC波)在地球辐射带电子动力学过程中扮演着非常重要的角色.通过波粒相互作用,EMIC波能有效地散射相对论电子,造成辐射带相对论电子快速沉降损失从而影响相对论电子通量演化.因此在地球辐射带动力学建模中,快速准确地获取EMIC波对相对论电子的散射效应信息非常必要.利用基于准线性理论的Full Diffusion Code(FDC),本文主要研究了辐射带H^(+)频段EMIC波对相对论电子的散射效应,并定量计算了EMIC波对相对论电子的弹跳平均投掷角扩散系数.为了方便快速地进行辐射带多维度建模,我们建立了L=1.5~7,α^(*)=3~30范围内的扩散系数矩阵库.文中展示了L分别为3、4和5时α^(*)为3~30时H^(+)频段EMIC波三种不同传播角模型的弹跳平均投掷角扩散系数,其随不同输入参数的变化特征与前人结果基本一致.基于所建立的弹跳平均投掷角扩散系数矩阵库,我们使用线性插值方法计算得到了L为3.25、4.35、5.55时在等离子体层顶内外的弹跳平均投掷角扩散系数.通过计算比较FDC和线性插值两种方法得到的扩散系数的相对误差,我们进一步验证了线性插值方法对于快速获取扩散系数的可行性和准确性.我们的结果表明,扩散系数的多维矩阵构建和线性插值获取能有效提高辐射带动力学建模的效率,对地球辐射带动理学快速建模和空间天气预报有着重要意义. 雷良建 马新 顾旭东 项正 曹兴 王敬之 朱琪 倪彬彬关键词:线性插值 一种基于闪电吱声信号的广域低电离层探测方法及系统 本发明公开了一种基于闪电吱声信号的广域低电离层探测方法及系统,构建包括至少四个甚低频闪电磁场探测站的甚低频观测网络,以实时采集甚低频电磁波信号;通过甚低频观测网络得到闪电事件特征参数,以及吱声信号特征参数;基于闪电事件特... 倪彬彬 马文琛 顾旭东 徐未 王市委 胡孟尧 王庆山 程雯 冯靖媛 潘宇頔 徐皓天一种微弱电磁波信号检测系统 本发明公开了一种微弱电磁波信号检测系统,包括依次连接的超低噪预放大模块、高通滤波模块、高倍数仪表放大模块和低通滤波模块,超低噪预放大模块用于对天线输出的微弱电信号进行低倍数放大,得到第一输出信号;高通滤波模块用于滤除第一... 王市委 顾旭东 倪彬彬 徐未 胡孟尧 王庆山 肖斌孝 卢仔龙基于多源GNSS的高精度时频校准与同步系统及方法 本发明涉及时频校准与同步技术,具体为基于多源GNSS的高精度时频校准与同步系统及方法,该系统主要包括GNSS控制模块、NMEA解析模块、时钟校准模块和时间同步模块。基于锁相环技术,以单一或者多个导航系统GNSS(北斗,G... 顾旭东 王庆山 倪彬彬 徐未 王市委 卢仔龙 肖斌孝 胡孟尧基于Van Allen Probes EMFISIS波动仪器观测的内磁层下频带哨声合声波全球分布的统计分析 被引量:4 2017年 基于Van Allen Probes近三年的EMFISIS仪器波动观测数据,对内磁层下频带哨声模合声波幅度的全球分布特性对地磁活动水平的依赖性进行了详细的统计分析,着重研究下频带合声波平均场强幅度随磁壳值L、磁地方时、地磁纬度的分布特征及不同强度区间的合声波的发生概率.结果表明,下频带合声波的波动强度与地磁活动密切正相关,处于强磁扰期间的合声波具有更大的振幅,其发生率与地磁活动强度具有同样的正相关特性.下频带合声波主要发生于午夜至下午的磁地方时区间,其余的磁地方时时段下频带合声波较弱.赤道面附近的下频带合声波主要分布在夜侧至黎明这一时段内,随着磁纬度的增加逐步向日侧扩展.下频带合声波在午夜侧(21-03 MLT)主要出现在15°的磁纬范围内,在晨侧(03-09 MLT)可以到达15°磁纬甚至更高纬度.下频带合声波主要发生于L=~4.5的附近区域.随着地磁活动的增加,下频带合声波所覆盖的L-shell空间区域增大,趋势为向高、低L值区域同时扩展.建立的下频带哨声合声波的全球分布模型将有助于进一步深入理解该重要磁层波动对辐射带电子的波粒作用散射效应和对辐射带动力学过程的定量贡献. 顾旭东 殷倩 倪彬彬 项正 曹兴 邹正洋 周晨 付松 石润 赵正予 谈家强 王豪 郑程耀 贺丰明关键词:统计分析 基于Van Allen Probes EMFISIS波动仪器观测的内磁层上频带哨声合声波全球分布的统计分析 被引量:1 2017年 基于Van Allen Probes近三年的EMFISIS仪器波动观测数据,针对内磁层上频带哨声模合声波幅度的全球分布特性对地磁活动水平的依赖性进行了详细的统计分析,着重研究上频带合声波平均场强幅度随磁壳值(L)、磁地方时(MLT)、地磁纬度(MLAT)的分布特征及不同强度区间的合声波的发生概率.结果表明,上频带合声波的平均场强幅度与地磁活动条件密切相关,在强磁扰期,平均幅度可达到40 pT以上.在外辐射带中心区域(L=4~6),上频带合声波的幅度最强;在L<~3的区域,上频带磁层合声波没有分布.在夜侧至晨侧(22—09MLT),上频带合声波幅度最强;在下午侧至昏侧(15-19MLT),上频带合声波幅度最弱;日侧(10-14MLT)上频带合声波在不同地磁活动条件下都存在,幅度偏小.上频带合声波主要分布在|MLAT|<10°,其中21-09MLT范围内、磁纬位于|MLAT丨<5°的平均场强幅度最强,磁扰期间可达约100 pT.另外,统计而言,中等幅度(10~30 pT)的上频带合声波在夜侧至晨侧(23-09MLT)靠近磁赤道区域的发生率最高,可达15%左右.强幅度(>30 pT)的上频带合声波普遍分布在夜侧(01-05MLT),发生率最小.本文建立的上频带哨声模合声波的全球分布模型结合已经建立的下频带合声波的全球分布模型,将有助于进一步深入理解该重要磁层等离子体波动对地球等离子体片、辐射带、环电流动力学过程的定量贡献. 顾旭东 殷倩 周若贤 易娟 倪彬彬 项正 曹兴 邹正洋 付松 周晨 石润 赵正予 贺丰明 谈家强 郑程耀 王豪关键词:统计分析 基于LWPC和IRI模型的NWC台站信号传播幅度建模分析 被引量:13 2019年 频率为3~30kHz的甚低频(VLF,Very Low Frequency)电磁波具有波长长、传播距离远的特点,能够沿地面-低电离层波导进行传播,在通信、导航等许多领域都被广泛应用.基于波导模理论的长波传播模型(LWPC,Long-Wavelength Propagation Capability)能够用于计算甚低频波的传播路径及幅度,进而研究耀斑、磁暴、地震等事件对电离层的扰动.本文利用国际电离层参考模型(IRI,International Reference Ionosphere)对LWPC中电子密度和碰撞频率进行改进,并将模拟结果与武汉大学VLF接收机实际观测到的NWC(North West Cape)台站信号幅度进行比较分析,结果表明改进后LWPC模型得到的幅度及变化趋势与实际值更加接近.LWPC模型给出的电子密度与IRI模型得到的电子密度在日间基本一致,但是在夜间存在差异,造成夜间部分区域NWC台站信号幅度的差异性,验证了电离层电子密度对于VLF信号传播具有的重要影响.传播路径上的晨昏变化也可以引起VLF信号幅度分布的突变,在日出和日落时间段内存在明显的过渡区域.基于IRI模型的LWPC,改善了VLF电波传播过程的预测分析效果,提供了一种长波导航通信质量的评估方法. 易娟 顾旭东 李志鹏 林仁桐 蔡毅徽 陈隆 倪彬彬 倪彬彬