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綜述及基本情況
設施概述
東半球空間環境地基綜合監測子午鏈(簡稱“子午工程”)是我國“十一五”國家重大科技基礎設施項目,是中國科學院牽頭,聯合教育部、工業和信息化部、應急管理部、自然資源部、中國氣象局等 7 部門所屬 12 家法人單位共同建大型公仔設的大科學裝置。中國科學院國家空間科學中心作為子午工程項目法人,總體負責子午工程建設和運行管理工作。項目于 2008 年開工建設,2012 年 10 月 23 日通過國家驗收轉入正式運行。
子午工程是沿北起漠河,經北京、武漢,南至海南并延伸到南極中山站的東經 120° 子午線附近,以及東起上海,經武漢、成都,西至拉薩的北緯 30° 緯度線附近布局 15 個監測臺站,建成的一個以鏈為主、鏈網結合,運用地磁(電)、無線電、光學和探空火箭等多種手段AR擴增實境,連續監測地球表面、中高層大氣、展場設計電離層和磁層以及十幾個地球半徑以外的行星際空間中的磁場、電場、密度、溫度和粒子成分等,聯合運作的大型空間環境地基監測系統。
設大圖輸出施總體目標
子午工程科學目標是探索空間環境中的災害性空間天氣包裝設計的變化規律,通過對我國東經 120° 子午線和北緯 30° 緯度線附近空間環AR擴增實境境的監測,弄清我國品牌活動上空空間環境的區域性特征及其與全球記者會變化的關系,并與天基探測相結合,建立相應的空間天氣因果鏈模式,發展綜合性的空間環境和空間天氣預報方法,為做出有重要原始創新的科學成果提供監測基礎。
子午工程圍繞科場地佈置學目標,以國家重大任務、科學研究、國際合作等為牽引,為國家重大航天發射任務、專題科學研究以及國際空間環境聯合研究提供基礎的探測數據支持服務。
品牌活動研究進展與成果
運行狀況
子午工程于2012年10月通過國家驗收,并投入正式運行。連續運行7年來,運行狀態良好,監測數據持續匯集。數據全部對外開放共享,用戶主要是我國從事空間物理、空間天氣、大氣物理等學科研究的科學家,以及從事空間天氣預報、通訊導航、航空航天等應用事業的機構和單位。科學家主要通過數據網站自由下載數據開展科學研究、實習培訓等活動,業務部門主要是通過數據中心定期主動推送數據供其應用,取得了豐碩的成果。
成果產出
包裝盒(1)促進原創科學研全息投影究成果。研究人員利用子午工程探測數據在我國區域上空空間環境變化的特征研究、空間天氣擾動傳播和演化規律研究、地球空間不同圈層的耦合研究以及災害性空間天氣對我國地面基礎設施影響研究等方面取得重要進展。據不完全統計,2012—201道具製作8 年,在 GRL、JGR、ANGEO、JASTP 等著名期刊上發表論文300 余篇,申請專利 60 多項,出版著作 3 部,獲國家及省部級獎 9 項。其中,中國科學院地質與地球物理研究所萬衛星研究組的題為“電離層變化性的驅動過程”研究在2015年獲國家自然科學獎二等獎。
(2)服務國家重大航天任務空間環境保障。工程自運行以來,積參展累了豐富的空間環境展覽策劃監測數據,為我國載人航天、探月工廣告設計程、先導科學衛星等系列重大航天發射任務提供空間環境保障和服務近百次,有效地滿足了國家重大航天任務在空間環境保障方面的戰略需求。同時,子午工程為空間天氣預報保障研究提供了有力的數據支持,促進了空間天氣自主預報模式的發展和進步;利活動佈置用子午工程 GPS-TEC 的數據建立了中國地區電離層同化模型,有效地提高了電離層 TEC 模式的精度;利用電離層臨界頻率(foF2)舞臺背板數據形成電全息投影離層狀態描述產品,為通信導道具製作航用戶提供電波環境信息;利用地磁數據改進了地磁預報的時效性,利用風場數據提高了同化模式的精度,對空間天氣業務發展起開幕活動到了重要的推動作用。
子午工程二期
通過子午工程(一期)的成功實施,我國空間環境地基監測研究取舞臺背板得了矚攤位設計目的成就。無論是成果產出、人才凝聚和培養,還是學科發展,都顯示世界空間環境VR虛擬實境地基監測的重心在向我國轉記者會移,我國已經成為該領域舉足輕重的一極。
為推動我國空間環境地基監測進一步跨越式發展,子午工程二期將在一期的基礎上,將新增 16 個臺站,形成沿東經 100° 和 120°、北緯 40° 和活動佈置 30°“井”字型布局的 31 個臺站、近 300 臺監測設備組成的空間環境監測網絡。采用地磁、無線電、光學等手段,形成覆蓋全國區域的電離層、中高層大氣、地磁監測網(“三網”);在極區高緯、北模型方中緯、海南(南方)低緯、青藏高原 4 個重點區域建設國際先進的大型監測設備,開展精細“顯微”探測(“四聚焦”)策展;新增先進的太陽-行星際設備,形成對日地空間全鏈條的監測能力(“一鏈”)。“一鏈、三網、四聚焦”的架構將在全球首次實現對日地空間FRP環境全圈層、多要素綜合的立體式探測,使我國空間展覽策劃環境地基監測與研究能力領人形立牌跑世界。
子午工程二期項目已于 2019 年 9月獲得國家發改委的初步設計概算批復,啟動開工建設。(中國科學院院刊供稿)
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