CLUSTER 科学数据系统DPS 科学数据系统

CLUSTER科学数据系统〔CSDS〕

DPS科学数据系统〔DSDS〕

〔简介〕史建魁中国科学院空间科学与应用研究中心2004/04/01地球空间双星探测方案DSP1内容一、CLUSTER科学数据系统1、CLuster卫星概况2、Cluster卫星的有效载荷3、Cluster科学数据系统二、DSP科学数据系统1、CLuster卫星概况2、Cluster卫星的有效载荷3、Cluster科学数据系统21、Cluster卫星概况〔1〕Cluster的每颗卫星上都带有11部仪器4颗卫星上的仪器相同，共有44部仪器发射后经过半年的调整和试运行，已于2001年2月正式获取科学数据目前运行正常，从发射到任务结束，ClusterII卫星方案运行4.9年，还准备再延长。3Cluster轨道近地点：4Re，远地点：19.6Re，倾角:90度,

周期:57小时

1、Cluster卫星概况〔2〕42、Cluster卫星的有效载荷〔1〕简称 仪器 工程负责人〔PI〕——————————————————---------—————————————FGM 磁强计 A.Balogh(U.K)STAFF 场波动时空分析器 N.Cornilleau-Wehrlin(France)EFW 电场和波实验仪 G.Gustafsson(Sweden)WHISPER高频波和电子密度探测器 P.M.E.Decreau(France)WBD 宽带波测量仪 D.A.Gurnett(U.S.A)DWP 数字波处理器 L.J.C.Woolliscrooft(U.K.)EDI 电子漂移器 G.Paschmann(Germany)ASPOC卫星电位主动控制器 W.Riedler(Austria)CIS Cluster离子谱仪 H.Reme(France)PEACE等离子体电子和电流探测器 A.D.Johnstone(U.K.)RAPID 粒子成像探测器 B.Wilken(Germany)-----------------------------------------------------------------------------------------------------51．Cluster电子漂移仪器〔EDI〕以高精度和敏感度来测量电场和磁场的垂直梯度2．宽带等离子体波探测〔WBD〕对25Hz到577kHz内电场和磁场扰动进行高分辨测量3．Cluster数字化波处理实验(DWP)探测频率从DC直至100kHz的电磁波4．Cluster电场和波实验(EFW)测量电场和密度波动，采样率36000次/秒，可用来确定电子密度和温度5．共振探测器与波分析(WHISPER)主要绝对测量0.2-80cm-3范围的全部等离子体密度6．Cluster离子谱仪(CIS)实验热离子分析器(HIA)，飞行时间离子成分与分布函数分析器(CODIF)2、Cluster卫星的有效载荷〔2〕67．粒子成象探测仪(RAPID)探测20-400keV的电子，40-1500keV的质子和〔10keV-1500keV〕/单位原子量的重离子等超热等离子体的分布8．Cluster磁场测量〔FGM〕以高时间分辨率精确测量磁场9．等离子体电子和电流实验〔PEACE〕测量0.59eV-26.4keV间电子三维速度分布10．Cluster场波动时—空分析实验(STAFF)测量最高频率达4kHz的磁场波动11．主动卫星电位控制(ASPOC)控制卫星电位,离子流二、Cluster卫星的有效载荷〔3〕73、Cluster科学数据〔1〕3.1概述〔1〕8Cluster的科学数据产品为44部仪器的全部数据产品。分为：主参数数据PP，4秒平均数据〔自旋平均〕，各卫星都有，CDF格式总参数数据SP，分钟平均数据，仅有C3数据CDF格式3.2概述〔2〕9101112131415

二、DSP科学数据系统〔DSDS〕1．双星卫星简况中国地球空间双星科学探测方案〔简称“双星方案〞〕，英文为“DoubleStarProgram〞简称“DSP〞是与欧空局进行国际合作的科学方案。

双星方案包括2颗卫星：赤道卫星:TC-1,探测1号，其轨道在近赤道区2003年12月30日发射成功，完成在轨测试极轨卫星：TC-2,探测2号，其轨道为极轨型2004年7月发射16赤道星：近地点555km远地点13Re倾角约28.5度极轨星：近地点350km远地点4Re倾角约90度

1．双星卫星简况〔2〕17双星将与Cluster配合，形成人类历史上地球空间6点探测方案，将对地球空间的不同区域进行同时探测，这是一个伟大的创新。1．双星卫星简况〔3〕182、双星的有效载荷〔1〕赤道星：磁通门磁强计 FGM 〔UK，Austria〕电子和电流仪 PEACE 〔LEEA，UK〕热离子分析仪 HIA 〔France〕低频电磁波探测器 STAFF〔France)电位主动控制仪 ASPOC 〔Austria〕高能电子探测器 HEED 〔China〕高能质子探测器 HEPD 〔China〕重离子探测器 HID 〔China〕192、双星的有效载荷〔2〕极轨星：磁通门磁强计 FGM 〔UK，Austria〕电子和电流仪 PEACE〔HEEA，UK〕中性原子成像仪NAI〔Irland，China〕低能离子探测器LEID 〔China〕高能电子探测器 HEED 〔China〕高能质子探测器 HEPD 〔China〕重离子探测器 HID 〔China〕低频电磁波探测器 LFEW 〔China〕202、双星的有效载荷〔3〕1.1磁通门磁强计〔FGM〕FluxGateMagnetometer精确进行高时间分辨的磁场三维测量●测量范围:-65536--+65504nT●分辨率:最高为7.813X10-3nT

1.2电子和电流仪〔PEACE〕PlasmaElectronandCurrentExperiment测量范围为1eV--26keV电子能谱、三维分布函数●测量范围:LEEA1eV--1keVHEEA30eV--26keV211.3低能离子探测器〔LEID〕LowEnergyIonDetector测量离子的能谱能量范围：30eV－40keV

1.4热离子分析仪〔HIA〕HotIonAnalyser测量离子的能谱、三维分布函数能量范围:5eV-30keV时间分辨：4s2、双星的有效载荷〔4〕221.5中性原子成象仪〔NAI〕NeutralAtomImager中性原子成象，探测地球空间的大尺度变化中性原子成象仪〔NAI〕能量范围:0.1keV–140keV

1.6高能电子探测器〔HEED〕HighEneergyElectronDetector测量电子的能谱能量范围：150keV～6MeV2、双星的有效载荷〔5〕231.7高能质子探测器〔HEPD〕HighEnergyProtonDetector测量质子的能谱测量范围：30～400MeV1.8重离子探测器〔HID〕HeavyIonDetector探测核电荷数大于等于2的重离子能量范围：10MeV〔He〕～8GeV〔Fe〕能道划分:9个能道He+,Li+、Be+、B+,C+,N+,O+,F+、Ne+、Na+,Mg+、Al+等，Ar+、K+等，Fe+、Co+等。2、双星的有效载荷〔6〕241.9主动飞行器电位控制〔ASPOC〕ActiveSpacePotentialControl控制卫星电位，有效测量低能离子

1.10低频电磁波探测器〔LFEW〕LowFrequencyElectromagneticWaveDetector测量低频电磁波测量范围:8HZ–10KHZ2、双星的有效载荷〔7〕25DSPScienceDataSystem双星科学数据系统设有：中国双星数据中心〔CDDC〕，奥地利双星数据中心〔ADDC〕，法国数据中心〔FDC〕，英国数据中心〔UKDC〕，ESTEC数据中心设有双星科学用户界面，供科学数据分析和研究中国双星数据中心将存有双星的各级科学数据地面站接收到双星数据后经过预处理，在3-5天之内公布在互联网上，供用户进行QUICKLOOK浏览。双星的科学数据产品也包括PP数据和SP数据。PP数据授权使用，SP数据公开。3．双星科学数据系统〔DSDS〕26Level0RawtelemetrydatareceivedatthegroundstationLevel1Instrumentrawdatafiles,time-taggedinUT,sortedintime,andcontainingonecalendardayofdatafrom00:00UTto24:00UT.Level1pPreliminarysetoflevel1dataandforinstrumenthealthchecking.Level2CalibratedhighresolutiondataLevel3StandarddataproductsoftheDSDS：PrimeParameter(PP)SummaryParameter(SP)data.不同级数据27〔2〕数据产品PP:PrimeParameter,4s-averaged,foreachspacecraftSP:S