CLUSTER 科學(xué)數(shù)據(jù)系統(tǒng)DPS 科學(xué)數(shù)據(jù)系統(tǒng)

CLUSTER科學(xué)數(shù)據(jù)系統(tǒng)〔CSDS〕

DPS科學(xué)數(shù)據(jù)系統(tǒng)〔DSDS〕

〔簡(jiǎn)介〕史建魁中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心2004/04/01地球空間雙星探測(cè)方案DSP1內(nèi)容一、CLUSTER科學(xué)數(shù)據(jù)系統(tǒng)1、CLuster衛(wèi)星概況2、Cluster衛(wèi)星的有效載荷3、Cluster科學(xué)數(shù)據(jù)系統(tǒng)二、DSP科學(xué)數(shù)據(jù)系統(tǒng)1、CLuster衛(wèi)星概況2、Cluster衛(wèi)星的有效載荷3、Cluster科學(xué)數(shù)據(jù)系統(tǒng)21、Cluster衛(wèi)星概況〔1〕Cluster的每顆衛(wèi)星上都帶有11部?jī)x器4顆衛(wèi)星上的儀器相同，共有44部?jī)x器發(fā)射后經(jīng)過(guò)半年的調(diào)整和試運(yùn)行，已于2001年2月正式獲取科學(xué)數(shù)據(jù)目前運(yùn)行正常，從發(fā)射到任務(wù)結(jié)束，ClusterII衛(wèi)星方案運(yùn)行4.9年，還準(zhǔn)備再延長(zhǎng)。3Cluster軌道近地點(diǎn)：4Re，遠(yuǎn)地點(diǎn)：19.6Re，傾角:90度,

周期:57小時(shí)

1、Cluster衛(wèi)星概況〔2〕42、Cluster衛(wèi)星的有效載荷〔1〕簡(jiǎn)稱 儀器 工程負(fù)責(zé)人〔PI〕——————————————————---------—————————————FGM 磁強(qiáng)計(jì) A.Balogh(U.K)STAFF 場(chǎng)波動(dòng)時(shí)空分析器 N.Cornilleau-Wehrlin(France)EFW 電場(chǎng)和波實(shí)驗(yàn)儀 G.Gustafsson(Sweden)WHISPER高頻波和電子密度探測(cè)器 P.M.E.Decreau(France)WBD 寬帶波測(cè)量?jī)x D.A.Gurnett(U.S.A)DWP 數(shù)字波處理器 L.J.C.Woolliscrooft(U.K.)EDI 電子漂移器 G.Paschmann(Germany)ASPOC衛(wèi)星電位主動(dòng)控制器 W.Riedler(Austria)CIS Cluster離子譜儀 H.Reme(France)PEACE等離子體電子和電流探測(cè)器 A.D.Johnstone(U.K.)RAPID 粒子成像探測(cè)器 B.Wilken(Germany)-----------------------------------------------------------------------------------------------------51．Cluster電子漂移儀器〔EDI〕以高精度和敏感度來(lái)測(cè)量電場(chǎng)和磁場(chǎng)的垂直梯度2．寬帶等離子體波探測(cè)〔WBD〕對(duì)25Hz到577kHz內(nèi)電場(chǎng)和磁場(chǎng)擾動(dòng)進(jìn)行高分辨測(cè)量3．Cluster數(shù)字化波處理實(shí)驗(yàn)(DWP)探測(cè)頻率從DC直至100kHz的電磁波4．Cluster電場(chǎng)和波實(shí)驗(yàn)(EFW)測(cè)量電場(chǎng)和密度波動(dòng)，采樣率36000次/秒，可用來(lái)確定電子密度和溫度5．共振探測(cè)器與波分析(WHISPER)主要絕對(duì)測(cè)量0.2-80cm-3范圍的全部等離子體密度6．Cluster離子譜儀(CIS)實(shí)驗(yàn)熱離子分析器(HIA)，飛行時(shí)間離子成分與分布函數(shù)分析器(CODIF)2、Cluster衛(wèi)星的有效載荷〔2〕67．粒子成象探測(cè)儀(RAPID)探測(cè)20-400keV的電子，40-1500keV的質(zhì)子和〔10keV-1500keV〕/單位原子量的重離子等超熱等離子體的分布8．Cluster磁場(chǎng)測(cè)量〔FGM〕以高時(shí)間分辨率精確測(cè)量磁場(chǎng)9．等離子體電子和電流實(shí)驗(yàn)〔PEACE〕測(cè)量0.59eV-26.4keV間電子三維速度分布10．Cluster場(chǎng)波動(dòng)時(shí)—空分析實(shí)驗(yàn)(STAFF)測(cè)量最高頻率達(dá)4kHz的磁場(chǎng)波動(dòng)11．主動(dòng)衛(wèi)星電位控制(ASPOC)控制衛(wèi)星電位,離子流二、Cluster衛(wèi)星的有效載荷〔3〕73、Cluster科學(xué)數(shù)據(jù)〔1〕3.1概述〔1〕8Cluster的科學(xué)數(shù)據(jù)產(chǎn)品為44部?jī)x器的全部數(shù)據(jù)產(chǎn)品。分為：主參數(shù)數(shù)據(jù)PP，4秒平均數(shù)據(jù)〔自旋平均〕，各衛(wèi)星都有，CDF格式總參數(shù)數(shù)據(jù)SP，分鐘平均數(shù)據(jù)，僅有C3數(shù)據(jù)CDF格式3.2概述〔2〕9101112131415

二、DSP科學(xué)數(shù)據(jù)系統(tǒng)〔DSDS〕1．雙星衛(wèi)星簡(jiǎn)況中國(guó)地球空間雙星科學(xué)探測(cè)方案〔簡(jiǎn)稱“雙星方案〞〕，英文為“DoubleStarProgram〞簡(jiǎn)稱“DSP〞是與歐空局進(jìn)行國(guó)際合作的科學(xué)方案。

雙星方案包括2顆衛(wèi)星：赤道衛(wèi)星:TC-1,探測(cè)1號(hào)，其軌道在近赤道區(qū)2003年12月30日發(fā)射成功，完成在軌測(cè)試極軌衛(wèi)星：TC-2,探測(cè)2號(hào)，其軌道為極軌型2004年7月發(fā)射16赤道星：近地點(diǎn)555km遠(yuǎn)地點(diǎn)13Re傾角約28.5度極軌星：近地點(diǎn)350km遠(yuǎn)地點(diǎn)4Re傾角約90度

1．雙星衛(wèi)星簡(jiǎn)況〔2〕17雙星將與Cluster配合，形成人類歷史上地球空間6點(diǎn)探測(cè)方案，將對(duì)地球空間的不同區(qū)域進(jìn)行同時(shí)探測(cè)，這是一個(gè)偉大的創(chuàng)新。1．雙星衛(wèi)星簡(jiǎn)況〔3〕182、雙星的有效載荷〔1〕赤道星：磁通門磁強(qiáng)計(jì) FGM 〔UK，Austria〕電子和電流儀 PEACE 〔LEEA，UK〕熱離子分析儀 HIA 〔France〕低頻電磁波探測(cè)器 STAFF〔France)電位主動(dòng)控制儀 ASPOC 〔Austria〕高能電子探測(cè)器 HEED 〔China〕高能質(zhì)子探測(cè)器 HEPD 〔China〕重離子探測(cè)器 HID 〔China〕192、雙星的有效載荷〔2〕極軌星：磁通門磁強(qiáng)計(jì) FGM 〔UK，Austria〕電子和電流儀 PEACE〔HEEA，UK〕中性原子成像儀NAI〔Irland，China〕低能離子探測(cè)器LEID 〔China〕高能電子探測(cè)器 HEED 〔China〕高能質(zhì)子探測(cè)器 HEPD 〔China〕重離子探測(cè)器 HID 〔China〕低頻電磁波探測(cè)器 LFEW 〔China〕202、雙星的有效載荷〔3〕1.1磁通門磁強(qiáng)計(jì)〔FGM〕FluxGateMagnetometer精確進(jìn)行高時(shí)間分辨的磁場(chǎng)三維測(cè)量●測(cè)量范圍:-65536--+65504nT●分辨率:最高為7.813X10-3nT

1.2電子和電流儀〔PEACE〕PlasmaElectronandCurrentExperiment測(cè)量范圍為1eV--26keV電子能譜、三維分布函數(shù)●測(cè)量范圍:LEEA1eV--1keVHEEA30eV--26keV211.3低能離子探測(cè)器〔LEID〕LowEnergyIonDetector測(cè)量離子的能譜能量范圍：30eV－40keV

1.4熱離子分析儀〔HIA〕HotIonAnalyser測(cè)量離子的能譜、三維分布函數(shù)能量范圍:5eV-30keV時(shí)間分辨：4s2、雙星的有效載荷〔4〕221.5中性原子成象儀〔NAI〕NeutralAtomImager中性原子成象，探測(cè)地球空間的大尺度變化中性原子成象儀〔NAI〕能量范圍:0.1keV–140keV

1.6高能電子探測(cè)器〔HEED〕HighEneergyElectronDetector測(cè)量電子的能譜能量范圍：150keV～6MeV2、雙星的有效載荷〔5〕231.7高能質(zhì)子探測(cè)器〔HEPD〕HighEnergyProtonDetector測(cè)量質(zhì)子的能譜測(cè)量范圍：30～400MeV1.8重離子探測(cè)器〔HID〕HeavyIonDetector探測(cè)核電荷數(shù)大于等于2的重離子能量范圍：10MeV〔He〕～8GeV〔Fe〕能道劃分:9個(gè)能道He+,Li+、Be+、B+,C+,N+,O+,F+、Ne+、Na+,Mg+、Al+等，Ar+、K+等，F(xiàn)e+、Co+等。2、雙星的有效載荷〔6〕241.9主動(dòng)飛行器電位控制〔ASPOC〕ActiveSpacePotentialControl控制衛(wèi)星電位，有效測(cè)量低能離子

1.10低頻電磁波探測(cè)器〔LFEW〕LowFrequencyElectromagneticWaveDetector測(cè)量低頻電磁波測(cè)量范圍:8HZ–10KHZ2、雙星的有效載荷〔7〕25DSPScienceDataSystem雙星科學(xué)數(shù)據(jù)系統(tǒng)設(shè)有：中國(guó)雙星數(shù)據(jù)中心〔CDDC〕，奧地利雙星數(shù)據(jù)中心〔ADDC〕，法國(guó)數(shù)據(jù)中心〔FDC〕，英國(guó)數(shù)據(jù)中心〔UKDC〕，ESTEC數(shù)據(jù)中心設(shè)有雙星科學(xué)用戶界面，供科學(xué)數(shù)據(jù)分析和研究中國(guó)雙星數(shù)據(jù)中心將存有雙星的各級(jí)科學(xué)數(shù)據(jù)地面站接收到雙星數(shù)據(jù)后經(jīng)過(guò)預(yù)處理，在3-5天之內(nèi)公布在互聯(lián)網(wǎng)上，供用戶進(jìn)行QUICKLOOK瀏覽。雙星的科學(xué)數(shù)據(jù)產(chǎn)品也包括PP數(shù)據(jù)和SP數(shù)據(jù)。PP數(shù)據(jù)授權(quán)使用，SP數(shù)據(jù)公開。3．雙星科學(xué)數(shù)據(jù)系統(tǒng)〔DSDS〕26Level0RawtelemetrydatareceivedatthegroundstationLevel1Instrumentrawdatafiles,time-taggedinUT,sortedintime,andcontainingonecalendardayofdatafrom00:00UTto24:00UT.Level1pPreliminarysetoflevel1dataandforinstrumenthealthchecking.Level2CalibratedhighresolutiondataLevel3StandarddataproductsoftheDSDS：PrimeParameter(PP)SummaryParameter(SP)data.不同級(jí)數(shù)據(jù)27〔2〕數(shù)據(jù)產(chǎn)品PP:PrimeParameter,4s-averaged,foreachspacecraftSP:S