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

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）。

消防标准规范范本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1十火力发电厂标准规范范本，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）

发电机标准规范范本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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