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昆明分院擬提名2019年度雲南省科學技術獎勵項目(雲南天文台項目)相關信息公告

文章來源: | 發布時間:2019-05-29 | 【打印】【關閉】

  根據《雲南省科技廳關于2019年度雲南省科學技術獎提名工作的通知》要求,現將中國科學院昆明分院擬提名2019年度雲南省科學技術獎勵項目(雲南天文台項目)相關信息在昆明分院網頁予以公告。自公告之日(2019年5月15日)起7天內,若對申報項目有異議,請以書面形式向昆明分院科技與教育處提出。若無異議,將按相關程序提名雲南省科學技術獎。

  科技進步獎推薦項目(1項)公告

  項目名稱:太陽射電爆發幹擾導航通信機制及其預警方案研究

  主要完成人:董亮、黃文耿、屈會鵬、李燕、阿爾察、高冠男、張玉峰、陳愛平、郭少傑、汪敏、袁曉偉、樂林株、劉俊卿

  完成單位:中國科學院雲南天文台、中國科學院國家空間科學中、北京跟蹤與通信技術研究所

  提名單位:中國科學院昆明分院

  項目基本情況、項目簡介、候選人及候選單位對項目的貢獻情況(推廣應用情況)、獲得知識産權情況、項目曾獲科技獎勵情況

  1. 项目基本情况

  微波波段的太陽射電爆發釋放出強無線電噪聲信號,從空間GNSS衛星上發出的電波容易受到該類噪聲的影響,造成地面導航信號接收設備信噪比降低、可見星數量下降,導航數據失效等情況。

  本項研究旨在根據太陽射電爆發對無線通信的內在影響機理,建立針對該類事件的預警、預報方法和模型,並研究相關的太陽及導航信號監測技術。

  2. 项目简介

  北鬥導航系統是我國自主研發的全球導航系統,對于提高我國的國際地位,逐步使我國擺脫對國外衛星導航系統的依賴,促進經濟社會的發展,保障國家安全等許多方面,都具有十分重大的意義。劇烈太陽射電爆發是北鬥導航系統安全運行的潛在影響因素,通過監測太陽射電爆發,可以實現對北鬥導航系統可能出現的異常情況進行預警,具體方法:

  1)計算並得到太陽射電爆發針對不同無線通信信號的影響情況,通過分析排除影響較小的頻段,將研究、預警的重點放在最容易受幹擾的頻段,最終確認在L波段(1-2GHz)的衛星導航通信信號是最容易受到影響的;

  2)建立專用的L波段太陽射電望遠鏡,針對L波段的太陽射電流量進行監測,可以進一步確認太陽射電爆發對導航信號的影響情況,同時設計了4.5米太陽射電L波段精密流量望遠鏡,專門針對L波段的太陽射電流量進行精密觀測;

  3)由于較之于其他空間天氣事件,太陽射電爆發傳播迅速,作用範圍廣,是一類非常難預測的空間天氣事件,爲此采用太陽射電爆發早期觀測數據,研究導致L波段太陽射電爆發的可能,可以取得一定的提前預警時間,減少該類事件帶來的影響;

  4)同時研究在該頻段內太陽射電爆發的特殊頻譜規律,能夠有效的闡釋在該類事件中導航通信信號影響變化的規律,進一步增加對該類空間天氣事件的認識;

  綜上,本項研究對于導航系統的信號穩定性具有重要的意義,旨在預警、預報太陽射電爆發這類快速傳播的空間天氣事件,提高整個導航系統的穩定性。

  本項研究的成果如下:

  1)發現並證認了北鬥導航系統受到太陽射電爆發幹擾(2017年中元節太陽活動事件),同時通過研究相位閃爍指數和幅度閃爍指數在爆發過程中的不同異常,研究排除了電離層影響,確認太陽射電爆發是北鬥導航系統的潛在影響因素;

  2)提出专门针对上述影响事实,研究计算得到了在L波段内多个导航通信频点的太阳射电爆发流量影响阈值,其中北斗的三个频点B1(1561MHz)、B2(1207MHz)和B3(1268MHz)的太阳射电流量影响阈值分别在1100-2600S.F.U.(Solar Flux Unit,太阳射电流量单位)之间,这一数据在一个太阳活动周内非常常见;

  3)提出並設計了L波段精密太陽射電流量望遠鏡,針對L波段太陽射電流量進行觀測,其靈敏度可達1S.F.U.,可以得到在L波段內的太陽射電爆發流量,爲進一步證認太陽射電爆發帶來的影響提供數據依據;同時相關計算結果廣泛應用于國內外衛星地面站的建設中,針對該類幹擾事件對信號質量的損失進行分析、評估、證認;

  4)通過對太陽射電爆發前X射線流量的統計,發現在太陽射電爆發流量達到影響阈值之前,X射線流量存在一個明顯的擡升拐點,內在的機理在于X射線爆發較之于射電爆發在源區位置更低,爲此起始時間更早,演化譜指數X-ray爆發較之于射電爆發更高,X射線流量更快達到峰值,爲此,研究得出采用X射線的流量變化可以作爲一個很好的預警點,具有2分鍾以上的預警時間;

  5)研究了太陽L波段劇烈射電爆發頻譜中的一些特殊頻譜現象,通過這些頻譜現象的分析、統計可以進一步證認在導航通信信號被幹擾時的現象特征;

  6)在項目執行期間,共培養碩士研究生三名,博士研究生三名。一人入選雲南省技術創新人才、昆明市中青年學術及技術帶頭人後備人選、昆明市官渡區中青年學術帶頭人,一人晉升博士研究生導師、一人晉升碩士研究生導師,兩人晉升高級職稱,一人當選中國電子學會超導電子學分會全國委員,兩人入選昆明市官渡區創新創業人才。團隊入選雲南省科技創新團隊、官渡區科技創新團隊。

  3. 候选人及候选单位对项目的贡献情况(推广应用情况)

  參與本項目的單位一共三家

  1)中國科學院雲南天文台

  2)105彩票

  3)北京跟蹤與通信技術研究所

  中國科學院雲南天文台:主要承擔太陽射電爆發早期的觀測、數據分析、太陽射電爆發頻譜監測與分析等理論工作,L波段太陽射電精密流量監測望遠鏡系統選址、設計等技術研發工作;

  105彩票:作爲我國空間天氣研究的主要單位,負責空間天氣的監測、研究和預報,,研究空間天氣事件的標准化預警、預報體系;

  北京跟蹤與通信技術研究所:作爲我國北鬥導航系統的總體單位,承擔本項目中特制的多GNSS參數接收機的設計與研發,同時根據其參與多個國際衛星地面站建設的條件,獲取多個地面站的太陽射電爆發觀測數據,並向相關北鬥用戶推廣本項目中的預警方案,積極推動快速信息通報系統立項工作。

  相關發明專利推廣至38家單位,主要有:中國電子科技集團公司第16、22、39、54研究所;中國氣象局國家衛星氣象中心,中國科學院國家天文台等研究所;

  國防科學技術大學、華東交通大學、雲南大學、雲南師範大學、西南科技大學等大專院校;

  石家莊信科微波有限公司、成都恒智微波有限公司、成都耐思特科技有限公司、杭州海麟思科技有限公司、昆明高馳科技有限公司等企事業單位,爲相關企事業單位增效1200萬元。

  候選人名單(PDF)

  4. 获得知识产权情况

  本項研究共發表論文42篇,其中,SCI檢索論文11篇,EI檢索論文9篇,中文核心檢索論文19篇;累計影響因子31.807.共計引用50次;共獲得專利授權23項,其中發明專利9項。

  5. 项目曾获科技奖励情况

  專利“一種針對太陽射電爆發幹擾導航系統事件的預警平台”獲得2016年昆明市科技專利二等獎

  專利“一種基于MMIC微波檢波芯片的通道可配置帶寬的射電天文輻射計”獲得2017年昆明市科技專利二等獎

  項目“基于北鬥短報文的院前急救信息傳遞系統”獲得中國科學院首屆“率先杯”創新創業大賽初賽、複賽優勝獎

 

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