基于原子干涉仪的超轻标量和矢量暗物质探测方案研究
弘扬航天精神心得感悟范文10篇
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弘扬航天精神心得感悟范文【篇1】周三，我们学校组织2、3、4、5、6年级去塑料城参观航天展，同学们都兴致勃勃，期盼着这天的到来......这天终于到了，我们经过20分钟的奔波，终于来到了塑料城。
刚进入大门，映入眼帘的是一块大牌子，上面写着“飞天壮歌”几个大字，我们进入1号馆就看见了航天飞船上的部分零件：有的像电报，有的'像头盔，真是千奇百怪。
胆大的同学还把它抬了起来，觉得不是很重。
参观完了零件，我们来到模型区，那里有火箭分离时的样子以及卫星展开太阳能板的全过程，栩栩如生，还详细地介绍了我国第一颗发送的气象卫星从90年代起到现在一直在工作，而且它预报的天气一次也没错过。
我们又来到2号馆，牌子上写着“实物馆”我兴奋不已，可以看到实物了，我们进去就看到了一个像核弹那么大的东西，我定睛一看，哦，原来是航天员的返回舱，灰糊糊的，是在从天空落下时烧焦的，他的后面还有一张十分大的降落伞，也许是想让沉重的返回舱慢慢下降而“量身”定做的。
除此之外，我们还看到了风鹰战舰，十分神气，还有超大的像锅一样的东西，我也不知道它是什么。
游览了实物馆，我们就在3号馆了解了一下名人和预防甲型H1N1的知识后依依不舍地离开了塑料城。
在这次参观中，我领略到了中国航天事业的飞速发展，还让我了解了不少航天知识，真是一举两得。
弘扬航天精神心得感悟范文【篇2】次日，我们来到了五楼报告厅，来听张侯英老爷爷给我们讲航天知识。
张爷爷为我们讲述了航天员在太空的生活、平日里的训练和各种人造卫星的对接以及今晚7；10发射的补给仓与天宫二号对接等。
张爷爷绘声绘色的演讲，让我们听得聚精会神。
在听演讲的时候，我心中在想；如果我要是可以成为航天员就好了，可以去外太空，可以去探索新的世界，可以尝试新的实验。
想到这里我情不自禁的兴奋了起来，可惜现实就是现实，航天员不能戴眼镜，我在18岁的时候有一个手术，有几率可以治好；航天员的体重要在55—65千克，可是我现在就已经将近50千克了，这个我减减肥还是可以攻克的.，最后一个就是我坐什么封闭的交通工具都会晕，就凭这点我的梦想就彻底破灭了。
杨振宁
杨振宁中文名：杨振宁国籍：美国出生地：安徽出生日期：1922年10月1日职业：科学家，物理学家毕业院校：西南联大，美国芝加哥大学主要成就：1957年获得了诺贝尔物理学奖代表作品：《对弱相互作用中宇称守恒的质疑》目录杨振宁与翁帆婚纱照教育交流做了大量工作。
他受聘为北京大学、复旦大学、中国科学技术大学、中山大学、南开大学等校的名誉教授，中国科学院高能物理研究所学术委员会委员。
1957年，杨振宁与李政道因共同提出宇称不守恒理论而获得了诺贝尔物理学奖。
他们两个人是最早获得诺贝尔奖的中国人。
后二人因排名先后的问题交恶。
1962年因为《纽约客》的一篇文章，两人正式决裂。
杨振宁七岁的儿子杨光诺曾杨振宁与翁帆说，“我要一人得诺贝尔奖。
”1989年他写给已故中研院长吴大猷的信，向老师报告两人合作情形。
吴大猷覆信说：“整件事是一极不幸的事，我想实情是不能永远掩盖著的，所以我希望大家都不再在世人前争，而让实情慢慢的展现出来。
”1977年他和梁恩佐等人在波士顿创办了“全美华人协会”，促进中美关系。
获奖1980年杨振宁获得拉姆福德奖（Rumford），1986年获得美国国家科学奖章。
情感婚姻杨振宁现居于北京清华大学，同时身兼广东东莞理工学院名誉校长。
杨振宁的结发太太是杜聿明的女儿杜致礼，2003年10月因病过世。
2004年底至2005年初，82岁高龄的杨振宁与28岁广东外语外贸大学翻译系硕士班学生翁帆再一次步入婚姻殿堂。
杨振宁和翁帆(20张)编辑本段子女1951年长子杨光诺出生，杨光诺成为了一位电脑工程师，1958年次子杨光宇出生，他成为了一位化学家，1961年女儿杨又礼出生，她成为了一个医生。
目前，三个子女全部定居美国。
杨振宁风采(19张)编辑本段成就杨振宁对物理学的贡献范围很广，包括粒子物理学、统计力学和凝聚态物理学等。
除了同李政道一起发现宇称不守恒之外，杨振宁还率先与米尔斯（ls）提出了“杨-米尔斯规范场”，与巴克斯特（R.Baxter）创立了“杨振宁-巴克斯方程”。
基于里德堡原子的微波全信息测量
基于里德堡原子的微波全信息测量贾凤东1，郝建海1，崔越1，王宇翔1，刘宇晴1，王宇2，尤建琦2，白金海2，钟志萍1，3*（1.中国科学院大学 物理科学学院，北京 100049；2.航空工业北京长城计量测试技术研究所，北京 100095；3.中国科学院大学 中国科学院拓扑量子计算卓越中心，北京 100190）摘 要：介绍了里德堡原子微波电场传感器的工作原理，阐述了基于里德堡原子测量微波电场强度、相位、极化、频率等信息的技术特点，分析了基于里德堡原子的微波全信息测量的研究现状，探讨了当前绝对自校准测量和连续宽带高灵敏测量面临的困难，指出可以通过外场调控实现测量灵敏度提升和宽带连续频率测量；并可通过各种调制及解调手段简化相位、极化的测量和读取。
分析了在热原子系统中利用多光子激发消除多普勒展宽以及采用冷原子消除多普勒展宽对于提升微波测量灵敏度的潜在优势，提出未来可利用里德堡原子的高轨道角动量态、强关联等特性进一步提升里德堡原子微波电场传感器性能。
关键词：微波电场传感器；里德堡原子；电磁感应透明中图分类号：TB939；TP212；O56 文献标志码：A 文章编号：1674-5795（2024）01-0001-22Microwave full information measurement based on Rydberg atomsJIA Fengdong 1, HAO Jianhai 1, CUI Yue 1, WANG Yuxiang 1, LIU Yuqing 1,WANG Yu 2, YOU Jianqi 2, BAI Jinhai 2, ZHONG Zhiping 1,3*(1.School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China ；2.Changcheng Institute of Metrology & Measurement, Beijing 100095, China ；3.CAS Center for Excellence in TopologicalQuantum Computation, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)Abstract: This paper introduces the principles of the Rydberg atom microwave electric field sensor, elucidating the technical features of measuring the information of microwave electric field strength, phase, polarization, and frequency based on Rydberg atoms. Then it analyzes the current state of microwave full‐information measurement based on Rydberg atoms and discusses the challenges faced by absolute self‐calibration measurements and continuous broadband high‐sen‐sitivity measurements. It points out that measurement sensitivity enhancement and continuous broadband frequency mea‐surement can be achieved through external field modulation. Various modulation and demodulation techniques are sug‐gested to simplify phase and polarization measurements and data reading. The paper also explores the potential advan‐tages to eliminate Doppler broadening effect by adopting multiphoton excitation in atomic vapor cell systems and adoptingcold atomic systems to enhance microwave measurement sensitivity. It proposes the possibility for future exploration of such characteristics of Rydberg atoms as high orbital angular momentum states and strong correlations to further improvedoi ：10.11823/j.issn.1674-5795.2024.01.01收稿日期：2023-12-20；修回日期：2024-01-24基金项目：国家重点研发计划项目（2017YFA0304900、2017YFA0402300）；北京市自然科学基金项目（1212014）；中国科学院重点研究计划项目（XDPB08-3）；中央高校基本科研业务费专项资金项目引用格式：贾凤东， 郝建海， 崔越， 等. 基于里德堡原子的微波全信息测量［J ］. 计测技术， 2024， 44（1）： 1-22.Citation ：JIA F D ， HAO J H ， CUI Y ， et al. Microwave full information measurement based on Rydberg atoms ［J ］.Metrology & Measurement Technology ， 2024， 44（1）： 1-22.the performance of Rydberg atom microwave electric field sensors.Key words: microwave electric field sensor; Rydberg atom; electromagnetic induction transparency0 引言对量子状态的主动调控和操纵引发了第二次量子革命，发展出量子通信、量子计算和量子精密测量等前沿领域。
借助引力探测暗物质
借助引力探测暗物质
邓雪梅
【期刊名称】《世界科学》
【年(卷),期】2008(000)004
【摘要】爱因斯坦曾预言：诸如星系的大质量天体的引力犹如透镜一样会使光线
弯曲。
从某种意义上说，这样的星系“透镜”能对应于星系以外的远距离天体成像。
为此，天文学家花费了几十年的时间来研究引力透镜，现在他们准备把这些引力透镜作为工具来检验宇宙结构和演化的最新理论。
【总页数】1页(P3)
【作者】邓雪梅
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】P159
【相关文献】
1.引力透镜效应与暗物质探测 [J], 苏宜
2.基于F-W暗物质模型的暗物质探测仪的设计思路 [J], 陈紫微
3.LIGO真的探测到引力波了吗?——电磁相互作用的存在导致LIGO探测引力波的实验无效 [J], 梅晓春;俞平
4.暗物质的发现及其粒子探测——记中国科学院暗物质与空间天文重点实验室 [J], 袁强;范一中;常进;
5.面向暗物质直接探测的原型液氩探测器读出电子学系统设计 [J], 祝星;沈仲弢;赵珂庆;熊卫星;于翰霖;封常青;刘树彬;安琪
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认识星空_华中农业大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
认识星空_华中农业大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.超新星的分类主要依据它的参考答案:光谱_光变曲线2.下图中哪段时期火星在向西“逆行”？【图片】参考答案:03/06-05/183.Cygnus X-1被认为一个黑洞候选体，做出这一判断的依据是【图片】参考答案:X射线光变时标小于1s，说明辐射X射线的天体的直径不超过km_由伴星谱线的多普勒位移，推测出另颗星的质量大于中子星质量上限4.以下关于星族III恒星的描述错误的是参考答案:星族III恒星发出的可见光辐射随宇宙膨胀已经红移到了微波波段5.一般来说星团中的成员星具有相同的参考答案:化学元素丰度_年龄6.1980年代，维拉·鲁宾通过以下哪项工作使科学界广泛接受暗物质存在的观念的？参考答案:观测漩涡星系的旋转曲线7.人类第一颗人造卫星是哪个国家发射的？参考答案:苏联8.黑洞能产生以下物理效应参考答案:时间膨胀_引力透镜_潮汐力_引力红移9.最早用望远镜发现了木星的4颗卫星的科学家是？参考答案:伽利略10.下列关于中子星的说法正确的是？参考答案:其是由英国女天文学家乔瑟琳•贝尔于1967年发现。
_其又被称为“脉冲星”。
_其直径为几十千米，质量相当于太阳的质量，密度极高，约为水的10的14次方倍，大体相当于原子核内部的密度。
_一个重要特征是存在强度极高的磁场，超过10的12次方高斯。
11.下面关于木星的结构说法正确的是？参考答案:木星内部7000千米的深处，氢呈液态。
_深度大约60000千米处，存在一个由岩石、金属和氢元素化合物组成的固态内核。
_从木星表面到内部，温度和密度都越来越高。
12.活动星系核的统一模型包含的结构有【图片】参考答案:超大质量黑洞_喷流_吸积盘_气体云13.发现火星上最大峡谷水手谷的探测器是？参考答案:水手9号14.关于双星，以下说法正确的是参考答案:双星研究有助于检验广义相对论_双星研究有助于测量恒星的质量_双星研究有助于寻找黑洞15.下列关于赫罗图说法正确的是？参考答案:赫罗图的横坐标也可用恒星的光谱型、色指数，纵坐标也可用恒星的绝对星等表示。
原子物理论文(玻尔模型)
原子物理课程论文（设计）过程管理手册（2012 ）级论文（设计）题目：玻尔模型学院：物理科学与技术学院专业：科学教育学号： ************ *名：***指导老师姓名及职称：魏代会教授玻尔模型专业：科学教育 学号：201210800091 姓名：项利安 指导老师：魏代会 摘要 原子是物质结构的微小单元，那么原子内部的结构是怎样的呢？从古至今这一直都是困扰着人类的问题。
从道尔顿的实心球模型到汤姆孙的葡萄干面包模型然后到卢瑟福的核式结构模型再到玻尔的氢原子模型最后到现在的电子云模型。
人类对原子内部结构的探索在不断地深入。
而玻尔模型的提出在原子结构研究方面具有重要的意义，在对物质结构的认识史和物理学发展史上是一个重大的成果。
本文从玻尔模型的提出简史、玻尔理论的主要内容、玻尔模型的实验验证三个方面对玻尔模型进行解释。
关键词 玻尔模型，量子化，玻尔理论引言玻尔模型如图1是丹麦物理学家尼尔斯·玻尔于1913年提出的关于氢原子结构的模型。
玻尔在卢瑟福模型的基础上，提出了电子在核外的量子化轨道，解决了原子结构的稳定性问题，很好地解释了氢原子光谱，描绘出了完整而令人信服的原子结构学说。
玻尔理论能准确的推出巴耳末公式，并能纯粹从理论上算出里德伯常数，与实验值非常符合。
玻尔理论是原子结构和原子光谱理论的一个重大进展，对原子物理学产生了深远的影响。
玻尔由于对于原子结构理论的贡献获得诺贝尔物理学奖。
他所在的理论物理研究所也在二三十年代成为物理学研究的中心。
1 玻尔模型的提出简史玻尔模型是建立在物理学三个方面进展的基础上提出的，它们分别是：以黑体辐射的事实发展出来的量子论、以实验为基础的原子核式结构模型、光谱的实验资料和经验规律。
1.1 黑体辐射——量子假说黑体是科学家们假设出的，自然界并不存在的一种物质。
这种物质对什么光都吸收而无反射。
由于冶金学和天文学的需要，大大推动了对热辐射的研究。
而黑体可以撇开材料的具体性质来研究热辐射本身的规律，在热辐射中占据十分重要的地位，从而科学家对黑体辐射的研究渐渐深入。
211014273_巨型星座高效管理及智能应用关键技术研究
㊀第３２卷㊀第１期２０２３年２月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀航㊀天㊀器㊀工㊀程S P A C E C R A F TE N G I N E E R I N G㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀V o l．３２㊀N o．１㊀㊀㊀㊀１巨型星座高效管理及智能应用关键技术研究李宗凌１,２㊀宋桂萍２㊀汪路元２㊀于登云３(１北京理工大学信息与电子学院,北京㊀１０００８１)(２北京空间飞行器总体设计部,北京㊀１０００９４)(３中国航天科技集团有限公司,北京㊀１０００４８)摘㊀要㊀针对未来万颗规模巨型星座资源管理㊁互联互通㊁即时协同㊁自主运控和安全可信等共性基础功能需求,提出一种基于操作系统实现上述功能需求和构建巨型星座信息基座的技术方法,满足天基系统前向兼容和持续扩展需求.通过研究体系架构㊁高效内核㊁融合组网㊁安全可信㊁生态体系等巨型星座高效管理及智能应用关键技术,为构建面向巨型星座复杂应用场景的统一基础软件平台巨型星座操作系统提供解决思路以及发展建议,将支撑我国卫星互联网等大规模星座高效建设及能力快速形成.关键词㊀巨型星座;高效管理;智能应用;操作系统中图分类号:V４１㊀㊀文献标志码:A㊀㊀D O I:１０ ３９６９/j i s s n １６７３Ｇ８７４８ ２０２３ ０１ ００１R e s e a r c ho nK e y T e c h n o l o g i e s o fH i g hE f f i c i e n c y M a n a g e m e n t a n dI n t e l l i g e n tA p p l i c a t i o n f o rM e g aＧc o n s t e l l a t i o nL I Z o n g l i n g１,２㊀S O N G G u i p i n g２㊀WA N GL u y u a n２㊀Y U D e n g y u n３(１S c h o o l o f I n f o r m a t i o na n dE l e c t r o n i c s,B e i j i n g I n s t i t u t e o fT e c h n o l o g y,B e i j i n g１０００８１,C h i n a)(２B e i j i n g I n s t i t u t e o f S p a c e c r a f t S y s t e m E n g i n e e r i n g,B e i j i n g１０００９４,C h i n a)(３C h i n aA e r o s p a c eS c i e n c e a n dT e c h n o l o g y C o r p o r a t i o n,B e i j i n g１０００４８,C h i n a)A b s t r a c t:I nv i e wo f t h e c o mm o nb a s i c f u n c t i o n s s u c ha s r e s o u r c em a n a g e m e n t,i n t e r c o n n e c t i o n, r e a lＧt i m e c o l l a b o r a t i o n,a u t o n o m o u s o p e r a t i o n c o n t r o l,s e c u r i t y a n d t r u s t w o r t h i n e s s o f t e n t h o uＧs a n dm e g aＧc o n s t e l l a t i o n i n t h e f u t u r e,a t e c h n i c a lm e t h o d t o r e a l i z e t h e a b o v e c o mm o nb a s i c f u n cＧt i o n s a n db u i l d t h em e g aＧc o n s t e l l a t i o no p e r a t i n g s y s t e mi s p r o p o s e d t om e e t t h e r e q u i r e m e n t so f f o r w a r d c o m p a t i b i l i t y a n d c o n t i n u o u s e x p a n s i o no f s p a c eＧb a s e d s y s t e m s．T h r o u g h t h e r e s e a r c ho n t h e s p a c e a r c h i t e c t u r e,e f f i c i e n t k e r n e l,i n t e g r a t e d n e t w o r k i n g,s e c u r i t y a n d c r e d i b i l i t y, e c o s y s t e ma n do t h e r k e y t e c h n o l o g i e s f o r e f f i c i e n tm a n a g e m e n t a n d i n t e l l i g e n t a p p l i c a t i o no f t h e m e g aＧc o n s t e l l a t i o n,s o l u t i o n s a n dd e v e l o p m e n t a r e p r o v i d e d s u g g e s t i o n s f o r t h e c o n s t r u c t i o no f a u n i f i e d b a s i c s o f t w a r e p l a t f o r mf o r c o m p l e x a p p l i c a t i o n s c e n a r i o s o f t h em e g aＧc o n s t e l l a t i o n,w h i c h w i l l s u p p o r tt h ee f f i c i e n tc o n s t r u c t i o no f m e g aＧc o n s t e l l a t i o n ss u c ha st h es a t e l l i t eI n t e r n e ti n C h i n a a n d t h e r a p i d f o r m a t i o no f c a p a b i l i t i e s．K e y w o r d s:m e g aＧc o n s t e l l a t i o n;h i g h e f f i c i e n c y m a n a g e m e n t;i n t e l l i g e n t a p p l i c a t i o n;o p e r a t i n g s y s t e m收稿日期:２０２２Ｇ１１Ｇ１１;修回日期:２０２３Ｇ０２Ｇ０７基金项目:国家自然科学基金(９１４３８２０３;３１７２７９０１)作者简介:李宗凌,男,博士研究生,研究员,研究方向为图像目标检测识别㊁星载计算机设计㊁高速雷达信号处理等.E m a i l:L e e z l０５１９＠１６３．c o m.Copyright©博看网. All Rights Reserved.㊀㊀万颗规模以上卫星节点构成的巨型星座是天基系统未来发展方向,应用领域涵盖通信㊁导航㊁遥感㊁深空探测等,拥有巨量传感器㊁计算㊁存储和通信等资源,可提供广域时空覆盖㊁精准特性感知㊁高效信息获取和全域互联互通等能力[１].各国争相开始大规模网络化星座建设,掀起一股浪潮.２０１８年４月,美国国防部先进研究项目(D e f e n s e A d v a n c e d R e s e a r c h P r o j e c t s A g e n c y, D A R P A)开始实施黑杰克(B l a c k j a c k)计划,寻求研发具有较低尺寸㊁质量㊁功耗及成本特征的低轨军事通信与监视卫星,包括低成本卫星有效载荷和商业化卫星平台.为降低集成风险,B l a c k j a c k计划将为每个航天器开发一个名为 赌场指挥官 (P i tB o s s)的航天电子单元,实现星座自主管控,灵活快速地对信息进行收集㊁处理和分配,实现多源信息的处理㊁预测与分析.２０１９年３月,美国防部成立太空发展局(S p a c e D e v e l o p m e n tA g e n c y,S D A),提出国防太空体系(N a t i o n a l D e f e n s e S p a c eA r c h i t e c t u r e,N D S A)七层架构,利用低轨大规模星座㊁人工智能㊁操作系统等先进技术构建 全域感知目指,云端智能服务 的天基网云体系[２].随着大规模星座建设推进,大量航天器进入太空,星座节点的高效管理及智能应用非常急迫,成为业内研究热点.本文围绕巨型星座高效管理及智能应用需求,提炼巨型星座核心共性基础功能,研究其中关键技术.通过操作系统这一技术手段,研制面向巨型星座复杂应用场景的巨型星座操作系统,作为上述巨型星座核心共性基础功能的软件载体,构建巨型星座的统一基础软件平台和信息基座,有效支撑巨型星座高效建设及能力快速形成.１㊀问题提出近年来,以星链㊁一网为代表的大规模星座网络已展开建设并初步形成能力[３].截至２０２２年１０月,S p a c e X公司已累计发射３５５８颗星链卫星,具备全球通信能力.大规模星座的快速部署可以更好满足我国发展经济㊁服务大众民生的需求,也是我国占据空间轨位和频率资源的必然要求,已经上升为国家战略,并被纳入 新基建 .巨型星座资源管理㊁互联互通㊁协同应用㊁自主运控和安全可信等作为巨型星座系统核心共性基础功能及应用需求[４],是实现巨型星座高效管理及智能应用的关键难点.操作系统是管理硬件与软件资源的基础软件,发展至今,精准匹配应用需求是发展的主流路线,新场景的出现都会催生出新的领域操作系统.因此,巨型星座场景必然会有相应的操作系统作为核心基础设施支撑应用,发挥其体系效能.虽然全球大规模星座已开展建设,但是巨型星座操作系统研究还处于起步阶段,基本采用在单星操作系统上改进或针对具体场景定制应用软件的技术途径,无法满足巨型星座复杂场景下互联互通㊁灵活组网㊁资源共享㊁软件定义复杂应用㊁安全可信等全新应用需求.当前星载操作系统主要分为单星操作系统及星座操作系统两类.单星操作系统以轻量化㊁强实时㊁高可靠为基本需求,完成系统任务管理调度㊁任务间通信㊁内存管理等功能,支撑实现星务管理㊁平台姿态和载荷控制等基础功能,包含V x w o r k s㊁L i n u x㊁R T E M S㊁μC/O SＧI I㊁e C O S等典型操作系统[５].星座操作系统在单星操作系统基础上,需要具备星座节点管控㊁互联互通㊁智能协同以及安全可信等增量功能[６].美国S p a c e X公司的星链卫星装载了带有自定义补丁和驱动程序的L i n u x操作系统,通过这种改进版分布式L i n u x实时操作系统与硬件交互,满足卫星互联网应用需求[７].美国D A R P A推出的B l a c kＧj a c k项目通过P i tB o s s实现星座管理㊁节点互联互通㊁智能协同以及信息安全等应用需求,其中的核心技术之一为智能操作系统[８].操作系统软件在各类计算机应用中的核心地位,其设计已经得到国际学术界的广泛重视,取得很大进展.但是,巨型星座场景下操作系统的研究总体来说仍然处于探索阶段,尚面临很多挑战.对于巨型星座信息系统构建及应用,传统面向具体场景通过星座管控组网㊁天基传感器管理调度㊁星座天地一体测运控㊁星座信息安全㊁在轨多源数据智能解译等 一事一议 定制改进的设计方法,没有构建统一的基础软件平台,难以形成有效的知识积累㊁软硬件生态㊁标准化货架产品以及提升巨型星座建设和应用效率.２㊀关键技术及解决思路针对巨型星座复杂应用场景,构建巨型星座信息基座 巨型星座操作系统,本文对巨型星座操作系统研制时涉及的体系架构㊁高效内核㊁融合组网㊁安全可信㊁生态体系等关键技术进行梳理分析,并提供初步的解决思路.２㊀航㊀天㊀器㊀工㊀程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀３２卷㊀Copyright©博看网. All Rights Reserved.２ １㊀体系架构关键技术架构定义涵盖需求㊁层次结构㊁功能结构㊁层间接口㊁内核架构㊁协议架构㊁安全架构等内容,是实现巨型星座操作系统研制的核心基础和难点.采用系统工程㊁多级分层软硬件抽象和接口标准化方法,对巨型星座系统进行建模,模型如图１所示,主要包含海量硬件资源㊁操作系统内核㊁操作系统应用框架以及巨量应用软件等层次架构.㊀注:S D K 为软件开发工具包;D S P 为数字信号处理器;F P G A 为现场可编程门阵列;S P A R C 为可扩充处理器架构;R I S C ＧV 为第五代精简指令集计算架构;A R M 为精简指令集计算架构微处理器.图１㊀巨型星座管理及应用模型F i g １㊀M a n a g e m e n t a n da p p l i c a t i o nm o d e l o fm e ga Ｇc o n s t e l l a t i o n ㊀㊀海量硬件资源主要由C P U ㊁A R M ㊁F P G A ㊁D S P ㊁X P U 等处理器构成,各处理器间基于分布式软总线,利用消息模式进行信息交互和任务协同,主要完成巨型星座系统中数据级处理.内核主要完成海量硬件㊁软件资源抽象管理和高效调度,包含系统软件安全实时内核以及系统服务功能模块.采用功能最小化设计原则,为上层运行的操作系统服务提供基础抽象,但不实现具体提供给应用程序使用的功能,主要完成巨型星座系统中信息级处理.应用框架是便于操作系统服务通信㊁导航㊁遥感等多类型空间任务设定,采用模块化㊁定制化设计,具备规模可伸缩和功能可裁剪特点,包含用户分级服务㊁资源库管理㊁知识库管理㊁任务协同以及平台运控等功能模块,主要完成巨型星座系统中任务级处理.应用软件是操作系统通过软件定义卫星功能的核心,通过不断丰富㊁改进星载软件和算法,将卫星平台和有效载荷的功能尽可能地迁移到计算平台之上,改用软件实现.通过软件和算法的快速迭代和演化,实现卫星产品的持续演进,主要完成巨型星座系统中服务级处理.综上,根据巨型星座核心共性基础功能和后续持续演化需求,精细定义每个层次的功能,在不影响其他层次的前提下,根据技术的进步或需求的变化,自由地替换某一层次的具体实现方式,实现快速高效的功能重构和升级.２ ２㊀高效内核关键技术内核是巨型星座操作系统的基础,对下管控硬件,对上提供抽象,负责资源管理与任务调度.面向巨型星座复杂应用场景,巨型星座操作系统内核需要满足轻量化㊁低时延及强容错等需求.面向不同的应用场景,操作系统种类很多㊁功能丰富各异,按内核结构主要分为宏内核结构操作系统㊁简要结构操作系统㊁外核结构操作系统㊁微内核结构操作系统[９].操作系统内核典型架构频谱如图２所示,架构详细介绍如下.简要结构操作系统:该结构将应用程序与操作系统运行在相同的特权级别和同一个地址空间中,３㊀㊀第１期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀李宗凌等:巨型星座高效管理及智能应用关键技术研究Copyright ©博看网. All Rights Reserved.主要面向不支持地址空间隔离或特权隔离等功能的嵌入式设备以及仅需要运行单个程序的简单场景.这种结构的一个优势是应用程序和操作系统之间的交互简单且快速.但也正因如此,应用程序中的错误可能直接导致整个系统崩溃.该操作系统结构缺乏可持续演进能力,在面向异构星载硬件资源等方面扩展能力较差.外核结构操作系统:外核结构通过将硬件抽象封装到与应用程序直接链接的库操作系统中,而库操作系统是应用程序开发人员自主配置或者自行开发的.在运行时,库操作系统和应用程序运行在同一个地址空间并运行在用户态,外核不提供具体抽象而仅负责保证多个应用程序能够安全且高效地共享硬件资源.但是,在面向复杂场景,库操作系统将会变得非常复杂,甚至相当于一个完整的宏内核,从而丧失外核架构本身的优势.图２㊀操作系统内核典型架构频谱F i g ２㊀S p e c t r u mo f t y pi c a l a r c h i t e c t u r e o f o p e r a t i n g s ys t e mk e r n e l 宏内核结构操作系统:整个操作系统都运行在内核态且属于同一地址空间.操作系统中所有的模块组件,如文件系统㊁网络栈㊁硬件驱动㊁进程管理等,都运行在具有特权的内核态.宏内核结构操作系统的一个显著优势为拥有良好的生态.不过,宏内核结构操作系统架构缺乏系统隔离㊁在安全和可靠方面存在不足,难以使用形式化方法进行验证.微内核结构操作系统:微内核结构操作系统包括运行在内核态的微核和运行在用户态的若干操作系统功能模块,比如文件系统㊁网络协议栈㊁硬件驱动等.微核本身代码量很少,主要包括支撑上层系统服务运行㊁提供不同系统服务之间通信能力等必要机制;不同系统服务运行在用户态及不同的地址空间中,彼此隔离.通过微核提供的通信能力进行交互协同,从而为应用程序提供服务.微内核结构操作系统的架构优势在于拥有更好的容错性和安全性,保证不同系统服务之间的隔离,即使某个系统服务出现故障或受到安全攻击,也不会直接导致整个操作系统崩溃或被攻破.此外,微内核结构操作系统比较方便为不同场景定制不同的系统服务,从而更好适应不同应用需求.综上,围绕巨型星座任务需求,选用全自主研发微内核结构操作系统的技术路线,在轻量化㊁可控时延㊁运行效率㊁可靠性㊁安全性㊁扩展性以及自主软件生态构建等方面优势明显,满足巨型星座复杂应用场景需求.２ ３㊀融合组网关键技术节点间互联互通㊁灵活组网是实现巨型星座高效管理及智能应用的基础.巨型星座场景下,空间网络具有网络复杂㊁规模巨大㊁高动态拓扑㊁故障难以预测等特点,为网络的实时性和可靠性带来了挑战[９].因此,需要结合操作系统对整个网络进行优化设计.采用S D N (软件定义网络)作为基本技术路线,采用分级管控与分域管控两大技术路线来实现.分级管控是提升网络对单个网络的可管控规模,分域管控则是将大网划分为可相对独立管控的小网,两条路线结合,可以实现对万颗规模以上卫星实时㊁高效㊁优化㊁鲁棒的管控,如图３所示.图３㊀高效网络管控架构F i g ３㊀E f f i c i e n t n e t w o r km a n a ge m e n t a n d c o n t r o l a r c h i t e c t u r e首先,分域管控是将万颗规模以上卫星划分为多个相对独立的㊁较小的网络域,对每个独立的网络域进行分而治之,不同网络域之间内部信息互不干扰,只提供抽象层面的路由与协作接口,可以以指数级的速度降低卫星节点规模对于网络整体管控的可４㊀航㊀天㊀器㊀工㊀程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀３２卷㊀Copyright ©博看网. All Rights Reserved.扩展性压力.面向万颗规模以上卫星节点的管控需求,卫星网络基于星座功能和轨道特征两种规则进行划分.首先,将卫星网络按照功能划分为多个星座,如遥感星座㊁通信星座㊁气象星座㊁导航星座等;基于上述划分,针对规模比较大的星座进一步划分为规模更小的网域,按照相对稳定的组网结构进行划分,比如一个轨道面的卫星划分为一个网域.一般情况下,一个网域的规模不超过２００个节点.其次,针对海量节点导致的软件定义网络(S D N)控制平面扩展性不足的问题,采用分布式多控制器协同控制卫星网络.将地面控制器分为中心控制节点和分布式控制节点:中心控制节点由控制器集群构成,提供全网拓扑和路由转发策略的统一获取和管理,实现全局流量调度和网络优化;分布式控制节点采用分布式部署,负责部分天基网络节点的管控,处理不需要进行全局决策的网络控制请求,能够有效降低网络操作的响应时延,避免不必要的长距离传输[１０].㊀㊀综上,构建巨型星座操作系统作为天基网络组网㊁调度㊁控制及管理的核心,满足天基网络节点㊁路由转发策略的高效协同管控.２ ４㊀安全可信关键技术操作系统作为巨型星座的核心基础设施,其可信与安全是空间数据资产安全的基础.巨型星座的组网方式决定了其节点在空间领域呈现分布式的特点.因此,操作系统的技术架构亟需完成由集中式向分布式转变.同时,考虑星上的实际处理能力,卫星节点间需要相互合作,保证在有效控制和管理自身计算㊁存储及网络资源的同时完成指定任务.如图４所示,操作系统采用一种基于分布式基础架构和计算方式的区块链技术,保证数据传输和访问全链路安全的 云Ｇ边Ｇ端 可信与安全架构.图４㊀ 云Ｇ边Ｇ端 分布式安全可信体系F i g ４㊀C l o u dＧe d g eＧe n dd i s t r i b u t e d s e c u r i t y a n d c r e d i b i l i t y s y s t e m㊀㊀根据巨型星座操作系统中不同节点所控制资源的不同和具体的功能需求[１１],对 云Ｇ边Ｇ端 分布式协同可信与安全架构作出以下定义.核心云节点:将控制关键存储㊁计算和网络资源的卫星作为核心云节点.核心云节点负责数据的全量存储,记录完整的区块链账本,提供核心共识机制和核心网络的接入,并结合 数据链＋日志链 的双链结构,保障操作系统数据可信.边缘云节点:从核心云节点向边缘扩展资源的卫星.边缘云节点按需获取核心云节点资源,并且仅缓存核心云分配的部分数据,采用基于区块链的多副本机制保证拜占庭容错下边缘缓存数据之间的数据一致性,同时为终端提供低延时的访问服务.终端节点:单星节点㊁移动设备等终端设备.无需缓存完整数据,仅储存重要的区块头等信息,收集环境中的数据,可以向边缘云节点请求计算和网络通信服务.云Ｇ边Ｇ端 分布式协同可信与安全架构:根据５㊀㊀第１期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀李宗凌等:巨型星座高效管理及智能应用关键技术研究Copyright©博看网. All Rights Reserved.卫星节点在外太空领域呈现分布式特点,结合区块链技术构建 核心云Ｇ边缘云Ｇ终端 的可信与安全架构,即 云Ｇ边Ｇ端 分布式协同可信与安全架构,应用于操作系统中.核心云节点之间组网连通组成核心网络,边缘云节点可以和其他的边缘网络的节点进行跨边缘网络协作,二者通过横向和纵向的协同融合为终端提供多样计算和低延迟服务.综上,围绕巨型星座多星协同㊁动态管控㊁攻击防范等核心需求,基于区块链技术构建去中心化㊁ 云Ｇ边Ｇ端 分布式协同可信与安全架构,形成巨型星座操作系统安全可信基座,运行保障巨型星座安全.２ ５㊀生态体系关键技术开源已成为一种软件科技创新的主流模式,包括人工智能㊁区块链等前沿I T技术几乎都通过开源模式得以快速发展,实现技术创新突破和产业生态发展.一方面,通过开源可以以更高的效率汇聚更多志同道合的 创客 ,参与到新技术的革新和孕育之中,以寻求实现技术突破;另一方面,通过开源可以以更低的成本吸引更多的 新潮 用户,参与到新产品的成熟和传播之中,以寻求迅速从边缘低端产品变成主流高端产品.巨型星座操作系统是一个新场景㊁新领域,如何实现快速发展仅仅靠一家单位是难以实现快速突破,需要汲取大规模群体智慧的力量,将核心开发者㊁各类厂商㊁科研机构㊁志愿者等广泛联接起来,开展探索创新.围绕巨型星座操作系统的协同研发场景㊁测试和部署需求㊁应用构建特点等,构建一套面向通用领域的基础平台,需要突破适用于巨型星座操作系统大规模分布式协同研发需求的代码协作㊁任务协作和文档协作等技术,研究针对巨型星座操作系统持续演化需求的质量管理㊁持续集成㊁克隆检测技术等,并在基础平台之上做进一步的定制化开发,构造针对巨型星座操作系统的开发与演化支撑环境.综上,通过巨型星座操作系统,促成星载硬件标准化㊁模块化,满足星载软硬件标准化设计和硬件资源虚拟化管理;促成软件构件化,提升软件复用度和继承性,减少二次开发,为形成软件生态奠定基础.３㊀发展建议以规模巨大㊁泛在物联㊁组网协同㊁敏捷重构㊁智能自主㊁弹性健壮等为基本特征的巨型星座已成为构建新型天基能力的重要支撑,引起全球各国高度重视,并争相开展大规模星座系统的建设.国外面向巨型星座场景的操作系统已开展研究,部分成果已走向工程应用.我国已开展大规模星座的论证或建设,而现有星载操作系统只能支撑单星应用,无法满足巨型星座复杂应用场景的需求,应从以下几方面加强研究.３ １㊀强化巨型星座体系架构顶层设计和规划我国已开始建设部署卫星互联网等大规模卫星星座,强化巨型星座体系架构顶层设计与规划,提升巨型星座的高效管理与智能应用能力,支持巨型星座网络化㊁云化㊁智能化以及用户无感的高效运行,将促进巨型星座体系效能的整体性跃升.调研我国现有和规划的天基资源,并结合典型应用样式,应用体系工程设计方法研究建立未来巨型星座资源应用需求与体系架构,优化体系结构㊁增强功能性能㊁强化综合效能,实现需求到操作系统架构的映射连接,为我国自主开发巨型星座操作系统提供需求输入.３ ２㊀打造巨型星座系统核心基础设施和信息基座操作系统作为巨型星座的核心基础设施和信息基座,将星座的各节点资源进行虚拟化连接和融合,是实现巨型星座网络化㊁云化和智能化的星上基础软件,负责支持大规模星座资源管理㊁互联互通㊁自主运控和安全可信等核心基础功能.结合巨型星座任务需求,巨型星座操作系统采用自研微内核进行全自主研发的技术路线,满足核心基础设施必须自主可控㊁安全可信的国家战略需求.而且,不需要背负L i n u x等成熟开源操作系统沉重的历史包袱,在轻量化㊁可控时延㊁高可靠性㊁自主可控方面具有强优势.与此同时,操作系统应用成功的关键在于建立完整的生态,自研操作系统将掌握构建生态的主动权,形成面向航天领域的自主可控开源软件生态.３ ３㊀建立自主可控的航天软件生态体系现有星载操作系统主要基于行业成熟或开源操作系统进行功能定制开发,安全可信㊁自主可控等方面难以保障,且只支持单星数据管理或平台控制等基础功能,无法满足巨型星座场景下全动态自主管控㊁互联互通㊁灵活组网㊁资源共享㊁智能协同㊁软件定义复杂应用等全新需求.未来,通过巨型星座操作系统赋能,支撑实现巨型星座高效管理及智能应用,形成开放包容㊁自主可控的航天软件生态体系㊁万颗规模卫星的互联互通６㊀航㊀天㊀器㊀工㊀程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀３２卷㊀Copyright©博看网. All Rights Reserved.和自主运控㊁千颗规模卫星任务即时协同㊁巨型星座全链路安全可信等新质能力,显著提升我国航天装备研制效率和天基系统体系效能.４㊀结束语本文提出了一种面向巨型星座复杂应用场景的操作系统构想,梳理了体系架构㊁高效内核㊁融合组网㊁安全可信㊁生态体系等关键技术,支持实现巨型星座高效管理及智能应用.既可作为单星基础软件,支持单节点资源高效管理和任务即时调度;也可作为巨型星座基础软件,支持海量硬件资源融合管理,形成云服务能力.巨型星座操作系统向下管理和驱动海量异构感知㊁计算㊁存储㊁网络和安全等基础硬件资源,即时聚合㊁关联㊁调配㊁迁移软硬件资源,管理任务;向上支持巨量航天A p p,为软件赋能航天装备提供统一㊁标准㊁安全㊁可靠的运行环境和接口,形成快速有弹性的软件能力.通过即时聚合㊁关联㊁调配和迁移软硬件资源,完成任务高效协同,为新技术通过软件定义的技术手段快速转化为新战力提供统一基础软件平台.参考文献(R e f e r e n c e s)[１]李峰,禹航,丁睿,等．我国空间互联网星座系统发展战略研究[J]．中国工程科学,２０２１,２３(４):１３７Ｇ１４４L i F e n g,Y uH a n g,D i n g R u i,e t a l．D e v e l o p m e n t s t r a tＧe g y o f s p a c e i n t e r n e t c o n s t e l l a t i o ns y s t e mi nC h i n a[J]．S t r a t e g i c S t u d y o f C A E,２０２１,２３(４):１３７Ｇ１４４(i nC h iＧn e s e)[２]P a t e lH a r i n k u m a r,M a y n a r dI a n,R a n aL o v e n e e s h,e t a l．S t r a t e g i c f o r e c a s t i n g t o w a r d a c h i e v i n g d e f e n s i b l e s p a c e a r c h i t e c t u r e b y Y e a r２０３０[J]．J o u r n a l o f s p a c e c r a f t a n d r o c k e t s,２０２２,２９(５):１Ｇ１０[３]吴树范,王伟,温济帆,等．低轨互联网星座发展研究综述[J/O L]．北京航空航天大学学报．[２０２２Ｇ０８Ｇ１９]．h tＧt p s://k n s．c n k i．n e t/k c m s/d e t a i l/１１．２６２５．v．２０２２０８１８．１４３８．００１．h t m lW uS h u f a n,W a n g W e i,W e nJ i f a n,e t a l．Ar e v i e wo n d e v e l o p m e n to f L E O I n t e r n e t c o n s t e l l a t i o n[J/O L]．J o u r n a l o fB e i j i n g U n i v e r s i t y o fA e r o n a u t i c s a n dA s t r oＧn a u t i c s．[２０２２Ｇ０８Ｇ１９]．h t t p s://k n s．c n k i．n e t/k c m s/ d e t a i l/１１．２６２５．v．２０２２０８１８．１４３８．００１．h t m l(i nC h i n e s e) [４]张更新,王运峰,丁晓进,等．卫星互联网若干关键技术研究[J]．通信学报,２０２１,４２(８):１Ｇ１４Z h a n g G e n g x i n,W a n g Y u n f e n g,D i n g X i a o j i n,e ta l．R e s e a r c ho n s e v e r a l k e y t e c h n o l o g i e s o f s a t e l l i t e I n t e r n e t [J]．J o u r n a lo n C o mm u n i c a t i o n s,２０２１,４２(８):１Ｇ１４(i nC h i n e s e)[５]K i m B e o m s i k,Y a n g H o e s e o k．R e l i a b i l i t y o p t i m i z a t i o n o f r e a lＧt i m es a t e l l i t ee m b e d d e ds y s t e m u n d e r t e m p e r a t u r e v a r i a t i o n s[J]．I E E E A C C E S S,２０２０,８(１２):２２４５４９Ｇ２２４５６４[６]W a n g P e n g f e i,D i a oX i u h u i．B e i d o uG P SS I N Ss a t e l l i t e p o s i t i o n i n g s y s t e mb a s e d o n e m b e d d e d o p e r a t i n g s y s t e m [J]．I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o fE m b e d d e dS y s t e m s,２０２２,１５(３):２５９Ｇ２６９．[７]M a d d e n M i c h a e l．C h a l l e n g e su s i n g t h eL i n u xn e t w o r k s t a c k f o rr e a lＧt i m ec o mm u n i c a t i o n[C]//P r o c e e d i n g so f A I A AS c i t e c hF o r u m,W a s h i n g t o nD．C．:A I A A,２０１９[８]陈海波,夏虞斌．现代操作系统原理与实现[M]．北京:机械工业出版社,２０２０:２７Ｇ３９C h e n g H a i b o,X i a Y u b i n．M o d e r n o p e r a t i n g s y s t e m s p r i n c i p l e a n d i m p l e m e n t a t i o n[M]．B e i j i n g:C h i n a M a c h i n eP r e s s,２０２０:２７Ｇ３９(i nC h i n e s e) [９]胡旖旎,钟江山,魏晨曦,等．美国 下一代太空体系架构 分析[J]．航天器工程,２０２１,３０(２):１０８Ｇ１１７HU Y i n i,Z h o n g J i a n g s h a n,W e i C h e n g x i,e t a l．A n a l y s i so fU Sn e x t g e n e r a t i o ns p a c ea r c h i t e c t u r e[J]．S p a c e c r a f tE n g i n e e r i n g,２０２１,３０(２):１０８Ｇ１１７(i nC h iＧn e s e)[１０]I s r a e lL e y v a M a y o r g a,B e a t r i zS o r e t,P e t a rP o p o v s k i．I n t e rＧp l a n ei n t e rＧs a t e l l i t ec o n n e c t i v i t y i n d e n s e L E Oc o n s t e l l a t i o n s[J]．I E E E T r a n s a c t i o n s o n W i r e l e s sC o mm u n i c a t i o n s,２０２１,２０(６):３４３０Ｇ３４４３[１１]张颖浩,刘肖凡．卫星广播网络环境下区块链协议的初步研究[J]．西安电子科技大学学报,２０２０,４７(５):１１Ｇ１８Z h a n g Y i n g h a o,L i uX i a o f a n．P r e l i m i n a r y r e s e a r c ho nt h eb l o c kＧc h a i n p r o t o c o l i ns a t e l l i t eb r o a d c a s t i n g n e tＧw o r ke n v i r o n m e n t[J]．J o u r n a lo fX i d i a n U n i v e r s i t y,２０２０,４７(５):１１Ｇ１８(i nC h i n e s e)(编辑:张小琳)７㊀㊀第１期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀李宗凌等:巨型星座高效管理及智能应用关键技术研究Copyright©博看网. 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211233497_国产高性能光抽运小铯钟研制进展
国产高性能光抽运小铯钟研制进展贺轩1，袁志超1，陈佳源1，陈徐宗1，王青2*，齐向晖1*（1.北京大学量子电子学研究所，北京 100871；2.北京大学电子信息科学基础实验中心，北京 100871）摘要：介绍了北京大学利用光抽运小铯钟相比于传统的磁选态小铯钟有更高的铯原子利用率的优势，在频率稳定度方面取得的突破性进展；总结出了光抽运小铯钟达到高性能的关键因素在于铯束管优值、激光稳频和电路地噪声；最终优化后的光抽运小铯钟频率稳定度均超过了5071A优质管2倍以上，典型值为3 × 10-12 / τ1/2；近三年来陆续研制出8台光抽运小铯钟，初步实现了高性能光抽运小铯钟工程化。
关键词：原子钟；小铯钟；光抽运；频率稳定度；信噪比中图分类号：TB939 文献标志码：A 文章编号：1674-5795（2023）03-0099-08Progress of domestic high performance optically pumpedcompact cesium clocksHE Xuan1, YUAN Zhichao1, CHEN Jiayuan1, CHEN Xuzong1, WANG Qing2*, QI Xianghui1*(1.Institute of quantum electronics, Peking University, Beijing 100871, China；2.Center for experimental electronics and information, Peking University, Beijing 100871, China)Abstract: The advantage of optically pumped compact cesium clocks is that they have a higher utilization of at⁃oms compared to traditional magnetic state⁃selection cesium clocks. The group in Peking University has made breakthroughs in the frequency stability of optically pumped compact cesium clocks. The key factors for achieving high performance of optically pumped compact cesium clocks are the cesium beam tube, laser frequency stabiliza⁃tion, and circuits. The frequency stability of the optimized optically pumped compact cesium clock exceeds by more than twice that of the 5071A high⁃performance cesium beam tubes, with a typical value of 3 × 10-12 / τ1/2. Eight opti⁃cally pumped compact cesium clocks have been developed in the past three years. And the commercial high perfor⁃mance optically pumped compact cesium clocks have been preliminarily realizedKey words: atomic clock; compact cesium clock; optical pumping; frequency stability; signal⁃to⁃noise ratio0 引言小铯钟是目前应用广泛的原子钟之一，在守时授时、卫星定位导航、高速通信、量子精密测量等领域发挥着重要作用［1-4］。
月球探测器推力控制轨道优化设计
月球探测器推力控制轨道优化设计一、概述随着人类对宇宙探索的不断深入，月球作为地球的近邻，已成为众多航天任务的重要目标。
月球探测器作为执行这些任务的关键工具，其推力控制轨道优化设计显得尤为重要。
推力控制是月球探测器轨道设计中的核心环节，直接关系到探测器的能源利用、任务执行效率和安全性。
对月球探测器推力控制轨道进行优化设计，不仅有助于提升探测器的性能，也是实现高效、安全、经济的月球探测任务的关键。
本文旨在探讨月球探测器推力控制轨道的优化设计方法。
我们将介绍月球探测器的轨道特性及其面临的挑战，包括重力场模型、大气扰动、太阳辐射压等因素对轨道的影响。
接着，我们将分析推力控制的基本原理及其在轨道设计中的应用，包括推力大小和方向的控制、轨道转移策略等。
在此基础上，我们将提出一种基于多目标优化的推力控制轨道设计方法，旨在实现探测器能源利用的最大化、任务执行时间的最短化以及轨道安全性的提升。
通过本文的研究，我们期望为月球探测器的轨道设计提供一种新的优化思路和方法，为未来的月球探测任务提供技术支持和参考。
同时，我们也期望通过这一研究，推动航天工程领域在轨道设计、推力控制等方面的理论创新和技术进步。
1. 探月任务的重要性与意义探月任务是人类探索宇宙、认识自然、拓展生存空间的重要里程碑。
自20世纪60年代人类首次登月以来，月球探测任务不仅在科学探索上取得了巨大成就，更在推动科技进步、提升国家综合实力、激发人类探索精神等方面发挥了重要作用。
月球探测任务的重要性与意义体现在以下几个方面：月球探测任务对于科学探索具有深远意义。
月球作为地球的唯一天然卫星，拥有独特的地理、地质和天文条件，是研究太阳系形成和演化、地球起源和演化的重要窗口。
通过对月球的深入探测和研究，我们可以更深入地了解月球的构造、地质特征、矿产资源、大气环境等，为认识宇宙的奥秘提供宝贵的数据和线索。
月球探测任务在推动科技进步方面发挥着重要作用。
月球探测需要先进的航天技术、通信技术、材料科学、能源技术等多领域的支持。
对高伟熙、齐建宇同志来信的答复
熊剑 ， 建 业 ， 际 舟 ， 刘 赖 钱伟 行
２１ ００年 ６月 １ 日 ５
第 ３ 卷第 ６ １ ｌ ｆＡ ｔ ｎ ｕ ｉｓ ｏ ｒａ ｓ ｏ ａ ｔ ｏ ｒ ｃ
Ｖｏ ． １ ３１
Ｎｏ ６
．
Ｊｎ ｕｅ
２ １ ００
编者 按 ． 刊于 第 ３ 本 ０卷第 ４期 刊 登 了熊 剑 ， 刘建 业 ， 际 舟 ， 伟 行 同志 的 “ 种陀 螺量 测 信 息辅 助 的 赖 钱 一 快速 初始 对准 方法 ” 一文 后 ， 辑部 先后 收到读 者 高伟熙 和齐 建宇 （ 编 北京 航天 自动控制 研究 所 ） 的来稿 、 来信 。 他们对 熊剑 的文 章提 出 了一些 商榷 意见 。经 审查 并 与 作 者商 榷 ， 高伟 熙 的来 稿 在本 期 刊 登 ， 同时 下 面 给 出
熊剑 等人 的答 复 ， 以供 读者 参考 、 探讨 。
对 高 伟 熙 、 建 字 同志来 信 的答 复 齐
尊 敬 的《 宇航学 报》 者 ： 读
感谢读 者 高伟熙 、 建宇 等人对 《 航学报 》 ２ ０ ，０ ４ ：４ ５—１５ ） 齐 宇 （０９ ３ （ ） １５ ４ ９ 所刊 登 的论文 《 一种 陀螺量 测 信息 辅助 的快速 初始 对准 方法 》 作 者 ： 剑 ， 建业 ， 际舟 ， （ 熊 刘 赖 钱伟行 ） 出 的质疑 。由于我们 的疏 忽 ， 提 原论文 中错 误地使 用 了平 台式 惯 导系 统的平 台误 差 角方程 对捷联 式 惯 导 系统进 行 了可观 测性 分 析 ， 致该 论 文 中 可观 导
跨尺度矢量光场时空调控验证装置(地方配套)项目
跨尺度矢量光场时空调控验证装置(地方配套)项目
摘要：
一、项目背景
二、项目简介
三、关键技术
四、应用领域
五、项目进展
六、未来展望
正文：
跨尺度矢量光场时空调控验证装置（地方配套）项目是我国在光学领域的一项重要研究。
该项目旨在通过研究矢量光场的时空调控技术，为我国的光学技术发展做出贡献。
项目简介显示，矢量光场时空调控验证装置是一种能够对矢量光场进行时间和空间调制的设备。
该装置采用了先进的技术，能够实现对光场的精确控制，从而为光学研究和应用提供了新的可能。
关键技术包括矢量光场生成技术、时空调控技术和验证技术。
矢量光场生成技术能够产生具有特定空间和时间分布的光场；时空调控技术能够精确控制光场的时间和空间分布；验证技术则能够对光场的调制效果进行验证。
该项目的主要应用领域是光学研究和光学应用。
通过该项目的技术，可以提高我国光学研究的水平，推动光学技术的发展。
此外，该技术还可以应用于光学通信、光学计算、光学存储等领域，为我国的科技进步做出贡献。
项目进展顺利，已经取得了重要的研究成果。
在未来，该项目将继续深入研究矢量光场时空调控技术，推动我国光学技术的发展。
基于 Stokes 参量法测量矢量光束偏振态的方法
基于 Stokes 参量法测量矢量光束偏振态的方法周哲海;祝连庆【摘要】Polarization state Measurement of vector beams is the key technology for the research of vector beams.The measurement method for polarization state of vector beams based on Stokes parameters is studied.The basic principle and realization procedure of the method are introduced,and then four types of axially symmetric linearly polarized beams are generated based on a cat-eye cavity laser and a Mach-Zenhder interferometer.Four Stokes parameters of generated vector beams are calculated as well as elliptical angle of orientations and ellipticity angles,and the polariza-tion purity of generated beams is obtained.The experimental results verify the feasibility of the method for polarization state measurement of vector beams.%矢量光束的偏振态检测是矢量光束研究的关键技术。
论文研究了基于 Stokes 参量法测量矢量光束偏振态的方法，介绍了该方法的基本原理和实现过程。
空间混合辐射环境器件单粒子在轨错误率预估及不确定度分析方法
第K期 ! ! 张 付 强 等 空 间 混 合 辐 射 环 境 器 件 单 粒 子 在 轨 错 误 率 预 估 及 不 确 定 度 分 析 方 法
DKL
入 射 到 设 备 舱 中共 同 作 用 到 电 子 器 件 及 系 统 上 产 生 协 合 效 应 严 重 干 扰 电 子 设 备 性 能 评 估 选用和任务执行
摘要针对空间混合辐射对器件单粒子在轨错误率的影响基于典型静态随机存储器利 用 中 国 原 子 能 科 学研究院 ^;#':串列加速器以及钴源总剂量模拟辐照 试 验 装 置 开 展 协 合 效 应 研 究发 展 了 一 种 器 件 在 混合辐射环境下的单粒子在轨错误率计算方法并利用该方法计算了协合效应影响下的航天器典型任 务周期器件的在轨错误率同时分析了器件在轨错误 率 计 算 中 的 不 确 定 度 来 源 并 计 算 了 在 轨 错 误 率 不 确 定 度 结 果 表 明 对 于 该 类 型 器 件 空 间 混 合 辐 射 场 导 致 的 协 合 效 应 将 降 低 器 件 单 粒 子 在 轨 错 误 率 关 键 词 单 粒 子 在 轨 错 误 率 协 合 效 应 不 确 定 度 分 析 混 合 辐 射 中图分类号ERDDeAL'*'!!! 文献标志码Z!!!文章编号'===#TD:'8=8K=K#=DKA#=L &'('=*LA:NJd>*8=8:*J1PU(/5*=ALK
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跨尺度矢量光场时空调控验证装置概算
跨尺度矢量光场时空调控验证装置概算1. 简介跨尺度矢量光场时空调控验证装置是一种用于验证光场在时间和空间上的调控能力的设备。
它能够实现对光波在不同时间和空间尺度上的精确控制，以验证新型光学器件或技术在实际应用中的性能和可行性。
2. 设备原理该装置主要基于矢量光学原理，通过对光波进行相位和幅度的调控，实现对光波在时间和空间上的精确控制。
它包括以下几个关键组件：2.1 光源系统光源系统是该装置的核心部分，用于提供稳定、高亮度、宽谱范围的光源。
可以选择合适的激光器或白光源作为光源，并根据实验需求进行定制。
2.2 空间调制器件空间调制器件主要用于对入射光波进行空间上的调制，可以采用液晶空间光调制器（LC-SLM）、微镜阵列（DMD）等设备。
这些设备能够根据输入的控制信号，改变光波的相位和幅度分布，实现对光波的空间调控。
2.3 时间调制器件时间调制器件主要用于对入射光波进行时间上的调制，可以采用可调谐脉冲压缩器、电光调制器等设备。
这些设备能够根据输入的控制信号，改变光波的时间延迟和脉冲形状，实现对光波的时间调控。
2.4 光学检测系统光学检测系统用于对经过空间和时间调制后的光波进行测量和分析。
可以选择合适的检测器、成像系统等设备，并根据实验需求进行定制。
3. 概算预算根据以上设备原理和所需组件，初步估计跨尺度矢量光场时空调控验证装置的概算预算如下：部件数量单价（人民币）总价（人民币）光源系统 1 100,000 100,000空间调制器件 1 50,000 50,000时间调制器件 1 50,000 50,000部件数量单价（人民币）总价（人民币）光学检测系统 1 80,000 80,000辅助设备和材料- 20,000 20,000总计- - 300,000注：以上价格仅为初步估算，实际预算可能会有所变动，具体价格取决于所选设备的品牌、型号和功能要求。
4. 应用领域跨尺度矢量光场时空调控验证装置在以下领域具有广泛的应用前景：4.1 光学通信通过对光波进行时空调控，可以提高光纤通信中的传输带宽和容量。
光栅参数测量技术研究进展
光栅参数测量技术研究进展刘洪兴;张巍;巩岩【摘要】光栅参数测量技术是衡量光栅制作水平的重要标准.本文从直接测量法和间接测量法两个角度对现阶段较成熟的光栅参数测量技术进行了研究.重点介绍了原子力显微镜(AFM)测量法、扫描电子显微镜(SEM)测量法、激光衍射(LD)测量法以及散射测量术的测量原理和研究进展,指出了这些方法各自的优缺点和适用范围.AFM 测量法和SEM测量法均可测得光栅的局部形貌信息,可用于检测光栅表面形貌缺陷;LD测量法和散射测量术反映的是激光照射区域的平均结果,其中LD测量法能得到光栅周期参数,而椭偏测量术能得到光栅周期以外的其他形貌参数.这些方法测得的光栅参数结果比较吻合,其中LD测量法不确定度最小,AFM次之,SEM最大.文章最后对未来光栅参数测量技术的发展方向进行了论述.【期刊名称】《中国光学》【年(卷),期】2011(004)002【总页数】8页(P103-110)【关键词】光栅;光栅参数测量;原子力显微镜;扫描电子显微镜;激光衍射仪;椭偏仪【作者】刘洪兴;张巍;巩岩【作者单位】中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033;中国科学院,研究生院,北京,100039;中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033;中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033【正文语种】中文【中图分类】O436.1与棱镜分光相比，光栅作为分光元件，具有色散本领高、体积小、重量轻的优点，是各种光谱仪器的核心元件，已广泛应用于航天遥感、石油化工、医药卫生、食品、生物、环保等国民经济和科学研究的各个领域中［1］，如VCD、DVD光学头、各种激光器、航空遥感成像光谱仪、天文望远镜、光谱分析仪器、光栅干涉仪以及相位延迟器、各种玻片、光栅偏振器等。
光栅的分类繁多，按照折射率的调制方式可分为浮雕光栅和体积位相全息光栅，浮雕光栅是通过均匀材料的表面轮廓周期性变化调制折射率，而体积位相光栅是靠光栅材料体内折射率周期变化衍射光。
通“材”达识，精业报国
通“材”达识，精业报国作者：龚一卓崔可嘉来源：《陕西教育·高教版》2023年第11期西安交通大学微纳尺度材料行为研究中心（Center for Advancing Materials Performance from the Nanoscale，CAMP-Nano）以材料科学与工程一级国家重点学科和金属材料强度国家重点实验室为依托，以微纳尺度材料的结构与性能为主要研究方向，旨在系统定量地构筑起微纳尺度材料的知识理论体系，为其工业化应用奠定坚实的理论根基和方法指导；同时面向国家重大需求，培养基础扎实、素质全面、具备独立科研与创新能力的国际通用人才。
2009年，微纳尺度材料行为研究中心在时任院长孙军教授（2021年当选中国科学院院士）的鼎立支持下正式成立，由美国约翰·霍普金斯大学教授马恩博士担任主任，时任美国海思创纳米力学仪器制造公司应用研究中心主任单智伟博士（现任西安交通大学校长助理、材料学院院长，2021年国际镁协年度人物）担任执行主任，聘请美国麻省理工学院李巨教授为学术委员会主任，共同推进微纳尺度材料知识理论体系建設。
微纳尺度是连接宏观连续介质力学和量子力学的桥梁，也是材料各种性能发生剧烈变化的尺度区间，中心的建立为抢占这一材料学科的世界学术高地争得了先机。
中心先后从美国加州大学伯克利分校、麻省理工学院、德国亚琛工业大学等国际顶尖高校研究所引进十余位高层次青年学者与外籍博士后，率先在校内成立师生联合党支部，首创“夏令营”学生招募模式。
中心秉承先进的理念，建成了一流的平台，打造了一支国际一流的研发队伍，产出了一批成果，培养了一批人才，并因此获批教育部首批“全国高校黄大年式教师团队”。
师德师风：厚德载物心有大我团队现有17位骨干教师，9名技术人员（博士3名，硕士6名）和2名行政人员，在读研究生102人（博士生48人，硕士生54人）。
中心还聘请了4名荣誉教授和来自匹兹堡大学、阿普杜拉国王科技大学、日立高科技公司等的客座教授、兼职教授10余名（均为本领域的著名专家）。
单基线干涉仪无模糊测向理论研究
型 的工程 实际信 号 的测 向应 用 为 例 ， 过仿 真 验 证 通
了单基 线无 模糊测 向理论 的有效 性与 实用性 。这一 研究结 果将 为干 涉仪 测 向更 加 广泛 的应用 提供 新 的
理论 指导 。
模 糊测 向传 统理 论 ， 以此来 确 定 干 涉 仪 中各 条 基线
的长 度 ｎ 。如果 在 应 用 中仅 采 用 单 基 线 干 涉 仪 ， ］ 为 了避免相 位模 糊通 常要求 基线 长度不 超过 电磁 波
时间差 ， 于是 就可 以在频 域 内来求解 时间差 ０ 。 设 干扰 仪 两 个 通 道 所 接 收 到 的信 号 分 别 为 ：
叮］显然 ， ｄ＞ ／ Ｔ； 当 ＞Ａ ２时， 将造成式（） １确定的多个值与式 （） ２求解的—个值相对应 ， 从而产生测 向的多值模糊性 。 仔细分 析上 述单 基线 干涉仪 的传 统测 向理论 模 型可 以发 现 ， 该模 型 利 用 了一 个假 设 条 件 ， “ 波 即 来
第 ３期
２１ ０ ２年 ６月
中鼋 舛警 限学Ｉ Ｉ 谚； 呵宪 １ 曩
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ＡＥ Ｔ ｏ ｒ ａ ｆＣ Ｉ
Ｖｏ ． ． １７ Ｎｏ ３
Ｊｎ ２ ２ ｕ ． ０１
单 基 线 干 涉 仪 无 模 糊 测 向理 论 研 究
石 荣 ， 来 招 胡
（ 电子信 息控 制 国家重点 实验 室 ， 成都 ６０ ３ ） １０ ６
， ｔ和 ＿ ｔ ｔ， 上 述 两路 信 号 从 时 域 变 换 到频 （） 厂 —Ａ）将 （
域， 进行 共轭 相乘 和 幅度 归 一化处 理
多值性 。这就是单基线干涉仪 测 向模糊 的本 质原 因。
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基于原子干涉仪的超轻标量和矢量暗物质探测方案研究超轻标量和矢量暗物质是理论物理学中一个重要的研究课题，在粒子
物理学和宇宙学中占据着重要的地位。
为了探测和研究这些暗物质，科学
家们提出了一种基于原子干涉仪的探测方案。
原子干涉仪是一种用于测量非常微小的物理效应的仪器。
它基于干涉
现象，利用波的相干性和干涉条纹的特性进行测量。
原子干涉仪的工作原
理是将原子束分成两束，然后让它们经过不同的光学路径，最后再汇聚在
一起，观察干涉效应。
通过分析和测量干涉条纹的性质，可以推断出原子
束所经历的物理效应，从而得到有关暗物质的信息。
对于超轻标量暗物质，它们与普通物质之间的相互作用非常微弱。
因此，直接探测这种暗物质是非常困难的。
但是，超轻暗物质可能会与光子
相互作用，因此可以通过光学实验间接探测到。
基于原子干涉仪的探测方
案可以利用超轻暗物质与原子束干涉产生的干涉条纹来观察这种相互作用。
暗物质的存在会导致干涉条纹的变化，从而可以通过分析条纹的性质来推
断出暗物质的存在和性质。
对于矢量暗物质，它们与普通物质之间的相互作用相对较强。
因此，
利用原子干涉仪探测这种暗物质就更加具有挑战性。
但是，矢量暗物质可
能会与原子的自旋相互作用，这为探测提供了一种可能。
基于原子干涉仪
的探测方案可以通过观察原子束的自旋干涉来推断矢量暗物质的存在和性质。
矢量暗物质的存在会导致自旋干涉的变化，从而可以通过分析干涉条
纹的性质来推断出矢量暗物质的存在和性质。
实施这个探测方案需要一套精密的实验装置和严密的实验设计。
首先，需要设计一个稳定的原子束发射源，并控制原子束的能量和大小。
其次，
需要使原子束经过一系列精确的光学元件，将原子束分成两束并通过不同的光学路径。
在两束原子束汇聚后，观察干涉条纹的产生并进行精确的测量。
最后，通过对干涉条纹的分析，可以得到有关暗物质的信息。
总之，基于原子干涉仪的超轻标量和矢量暗物质探测方案是一种有前景的研究方法。
通过观察和分析干涉条纹的性质，可以间接探测和研究暗物质。
虽然实施这个方案面临着一些挑战和难题，但是随着技术的发展和理论的进步，相信未来会有更多的突破和进展。