GB／T 41206-2021 标准规范下载简介
GB／T 41206-2021 空间环境(自然和人工) 宇宙线和太阳能量粒子穿入磁层 有效垂直地磁截止刚度的确定方法.pdfGB/T412062021/ISO17520:201
国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会
普后大桥施工组织设计2005(终稿）前言 引言 范围 规范性引用文件 3术语和定义 一般概念和假设 4.1 确定有效垂直截止刚度 4.2允许使用的地磁场模型 4.3 有效垂直截止刚度数据表单（表单库） 4.4 有效垂直截止刚度推演的方法 5模型要求 5.1 总则 5.2 参数化 附录A（资料性）有效垂直截止刚度确定程序 附录B（资料性）计算结果介绍 附录C（资料性）有效垂直截止刚度数据在不同条件下的推演计算方法
4.1 确定有效垂直截止刚度 4.2允许使用的地磁场模型 4.3有效垂直截止刚度数据表单（表单库） 4.4有效垂直截止刚度推演的方法
4.1确定有效垂直截止刚度
4.2允许使用的地磁场模型
5.1总则 5.2参数化 附录A（资料性）有效垂直截止刚度确定程序 附录B（资料性）计算结果介绍 附录C（资料性）有效垂直截止刚
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 本文件等同采用ISO17520：2016《空间环境（自然和人工）宇宙线和太阳能量粒子穿人磁层有效 垂直地磁截止刚度的确定方法》。 本文件增加了“规范性引用文件”一章。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国科学院提出。 本文件由全国宇航技术及其应用标准化技术委员会（TC425）归口。 本文件起草单位：中国科学院国家空间科学中心。 本文件主要起草人：陈东、钟秋珍、陈善强、孟雪洁、苗娟、林瑞淋、李昌宏、刘四清、师立勤。
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本文件描述了计算带电粒子进入地球磁层内的有效垂直截止刚度的基本要求。本文件确立了在不 同高度上、不同地理位置（纬度和经度）、不同地磁扰动（K力指数描述）和不同地方时条件下计算有效重 直地磁截止刚度的程序。附录中通过一系列示例描述了满足这些要求的模型。本文件用于估算穿透地 球磁层的行星际宇宙线带电粒子流，这对于开发和测试航天器上的硬件和生物体的辐射影响非常重要。 本文件给出了简化刚度计算的过程，
空间环境（自然和人工） 宇宙线和太阳能量粒子穿入磁层 有效垂直地磁截止刚度的确定方法
空间环境（自然和人工）
本文件描述了近地空间带电粒子的有效垂直截止刚度，并规定了其计算的主要要求。在附录A 中，使用一个典型的例子来验证计算方法。 本文件适用于基于不同的地磁场模型开发地磁截止刚度计算模型。地磁截止刚度计算模型用于 确定穿人地球磁层的带电粒子流，以及测试和估计其对航天器和其他设备的影响。 本文件适用于计算宇宙线带电粒子（银河宇雷线、太阳宇宙线和异常宇宙线）的任意成分中刚度大 于0.2GV粒子的地磁场传输。确定有效垂直地磁截止刚度标准化的主要目标如下： 一提供一个明确的程序来计算反映地磁扰动和地方时依赖性的地球磁层内的地磁截止刚度； 一为空间实验任务提供估算带电粒子通量的手段，以解释和分析带电粒子的影响； 提供低高度航天器轨道上有效计算地磁场传输函数的方法； 便用独立的在轨 阳能量粒子对航大器设备和航大货的影啊
本文件没有规范性引用文件。
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4.1确定有效垂直截止刚度
地磁截止刚度是通过跟踪地磁场中的粒子轨迹来确定的。有关该方法的更详细说明，见附录A和 参考文献[7]和[8]。该方法是沿给定坐标点的垂直方向，向上发射带负电荷的粒子，通过追踪粒子轨迹 来估计粒子是否逃离磁层。对刚度不同的粒子进行测试计算，能够给出指定磁层条件下地磁截止刚度 直的上限和下限。从这些数据能确定有效垂直地磁截止刚度值， 粒子跟踪计算宜足够精细，以确定有效截止刚度值，其准确度优于2%。附录C中表C.1给出了该 方法基于IGRF数据应用于一组位置点的计算结果
4.2允许使用的地磁场模型
地磁场的模型宜反映内源场的变化（IGRF模型每五年更新1次），以及磁层内和磁层表面电 的外源（磁层）磁场的变化。本文件允许使用当今所有的模型（Tsyganenko或其他扩展）。
4.3有效垂直截止刚度数据表单（表单库）
除了直接计算地磁截止刚度这种方法之外，在全球网格上计算出的垂直地磁截止刚度值也能用于 评估不同航天器的轨道辐射状况。有时，这种数据库是针对许多不同水平的磁层扰动和不同的地方日 或世界时)组进行计算的。这些数据库放在一个“表单库”[9]中。这种“表单库”以及相关的截止刚度指 值软件为空间物理应用提供了一种通用的工具。
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4.4有效垂直截止刚度推演的方法
其中R是高度H处的刚度，按公式（2)计算
R。—IGRF模型计算的450km高度上的有效垂直截止刚度； re——地球半径，rg=6371.2km; H一一高度单位为千米(km）。 附录B给出了衰减系数△的一个例子
有效垂直地磁截止刚度模型（以下称为“模型”)给出了有效垂直地磁截止刚度的计算方法。 该模型给出高度（相对地球平均半径re=6371.2km）在250km～20000km范围内的有效垂直 截止刚度。
F以下参数：地理纬度（a）和经度（），高度（H），
A.1截止刚度计算的主要定义说明
附录A （资料性） 有效垂直截止刚度确定程序
地磁截止刚度计算的结 度Ru和下截止刚度RL。模型要 给出的EVRC值，即Rf，其描述了 维方法计算
n在R,和Ru之间粒子到达方向的轨迹为禁止轨迹的个数 &R一刚度积分步长。
在R和Ru之间粒子到达方向的轨迹为禁止轨迹的个数； R一刚度积分步长。
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（资料性） 计算结果介绍 在不同磁层条件（由Kp指数、Dst指数等，世界时或地方时）下，针对全球网格中的每个节点（入；： p)计算垂直截止刚度，计算结果组成不同的表格。多个不同表格（列表）组成数据库，表格数量对应于 刚度与磁层条件的数量（见参考文献[9]）。该模型还包含通用的截止刚度插值软件，用于计算任意磁层 条件下，任意（入；，：）组合在任何高度上的垂直截止刚度，计算结果不同于450km高度上追迹法计算的 截止刚度值。
来计算得到。这重的插值过程不包括在本文件内。R对H的依赖性由公式（2)描述。 下面的公式(C.2)～公式(C.5)给出了衰减系数△(R。，K力，T)的拟合计算公式：
能够满足拟合计算过程。 模型的参数a，b和c取决于Kp和T，由公式(C.3)计算： a=A.·Kp+B。b=A,·Kp+Bc=A.·Kp?+B.
A。=0.0768 · sin(T+6.082) +0.0769, B=2.3564·sin +3.5876
在最低R。的情况下（特别是在夜间地方时 和高Kp值），如果公式（C.2)计算出的△(R。，Kp
A(R.,Kp,T)=G
计算已经表明公式（C.1)～公式（C.5)与IGRF年代无关，并且通过与各种KP，T和H参数下道迹 计算结果的比较验证了它们的准确性。这意味着实际中不需要为所有可能的Kp、T和H值计算R。 的完整多维网格数据，而且用IGRF磁场模型计算的EVRC网格只有对应IGRF年代的是必需的。这 个网格可以通过对表C.1和表C.2的值进行线性播值/外推得到。本文件不讨论这种插值或外推的程 序。对刚度的粗略估计，能使用表 年代最接近的数据
C.4用于模型测试的数据集
表C.3能用于检查公式（1)～公式（C.5)的刚度计算。它包含一组输人参数入；和：（以度为单位 m),T(h)和K。Kp值1.33对应于通常的1十XX绿化工程详细施工组织设计方案，6.67对应7一。R。是中间结果,R是截止刚 终值。表C.2被用作基本的网格数据。
表C.3模型测试的数据集
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表C.3模型测试的数据集（续）
C.5与其他数据的比较
图C.1给出了表C.1中的数据与参考文献[14]中计算的1990.0年、相同地理坐标点的类似数据的 比较。数据集之间的相关系数为0.9993，R2010=0.981·R1990。刚度的下降是由于内源地磁场的总体 下隆造成的。
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