2025年大學(xué)《空間科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫——大學(xué)空間科學(xué)專業(yè)的畢業(yè)要求考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項(xiàng)字母填在括號內(nèi)）1.下列哪項(xiàng)不屬于空間科學(xué)技術(shù)的主要研究范疇？A.人造地球衛(wèi)星的軌道設(shè)計(jì)與控制B.地球大氣上界的物理現(xiàn)象與規(guī)律C.地面城市交通系統(tǒng)的規(guī)劃與管理D.宇宙起源與演化的觀測與理論研究2.在衛(wèi)星軌道力學(xué)中，描述衛(wèi)星相對于地球質(zhì)心運(yùn)動的基本定律由誰提出？A.牛頓B.開普勒C.愛因斯坦D.麥克斯韋3.以下哪種技術(shù)是獲取地球表面遙感信息的主要手段？A.衛(wèi)星通信B.地面雷達(dá)探測C.衛(wèi)星搭載傳感器觀測D.全球定位系統(tǒng)導(dǎo)航4.空間天氣事件中，對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)影響最直接的高能粒子是？A.太陽風(fēng)粒子B.地磁場的等離子體C.赤道等離子體片粒子D.磁層頂粒子5.下列關(guān)于地球同步軌道的描述，哪項(xiàng)是正確的？A.軌道高度約為300公里B.軌道平面必須與地球赤道平面重合C.周期約為24小時(shí)D.只能用于通信衛(wèi)星，不能用于氣象衛(wèi)星6.空間探測任務(wù)中，用于測量物體速度變化的傳感器通常稱為？A.磁力計(jì)B.星敏感器C.陀螺儀D.速度計(jì)7.遙感圖像中，通常用哪種顏色通道來增強(qiáng)植被的綠色表現(xiàn)？A.紅色B.綠色C.藍(lán)色D.熱紅外8.空間探測器的姿態(tài)控制系統(tǒng)主要依靠哪些部件工作？A.傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)B.通信系統(tǒng)和電源C.處理器和存儲器D.推進(jìn)系統(tǒng)和溫控9.以下哪個(gè)物理量是描述地球自轉(zhuǎn)速度的？A.角動量B.自轉(zhuǎn)周期C.地球半徑D.重力加速度10.空間數(shù)據(jù)質(zhì)量評估中，通常關(guān)注的“位置精度”是指？A.數(shù)據(jù)記錄的時(shí)間誤差B.數(shù)據(jù)點(diǎn)在空間上的坐標(biāo)準(zhǔn)確度C.數(shù)據(jù)采集的分辨率D.數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填在橫線上）1.空間科學(xué)技術(shù)是研究______及其相互作用的科學(xué)和技術(shù)總稱。2.描述物體運(yùn)動時(shí)，相對于______參考系的運(yùn)動稱為絕對運(yùn)動。3.衛(wèi)星通信主要利用______波在空間進(jìn)行信息傳輸。4.空間環(huán)境對航天器的主要威脅包括原子氧、高能粒子、空間碎片和______。5.地球靜止軌道（GEO）衛(wèi)星相對于地面______。6.航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)的主要功能是保持或調(diào)整航天器相對于______的指向關(guān)系。7.遙感技術(shù)通過傳感器遠(yuǎn)距離探測目標(biāo)，獲取其______和狀態(tài)信息。8.空間探測中的“測控”通常指______和______兩大功能。9.地球大氣的電離層對無線電波傳播具有______作用。10.空間數(shù)據(jù)處理的常用方法包括輻射校正、幾何校正、分類和______。三、名詞解釋（每題3分，共15分。請給出簡潔、準(zhǔn)確的定義）1.軌道攝動2.傳感器標(biāo)定3.空間天氣事件4.航天器熱控制5.遙感影像解譯四、簡答題（每題5分，共20分。請簡要回答下列問題）1.簡述開普勒三大定律及其在天體運(yùn)動中的應(yīng)用。2.列舉至少三種常見的空間環(huán)境因素，并簡述其對航天器的影響。3.簡述衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的基本工作原理。4.遙感圖像獲取過程中，大氣層會引入哪些主要誤差？如何進(jìn)行初步糾正？五、論述題（每題10分，共20分。請圍繞下列主題進(jìn)行論述）1.結(jié)合具體實(shí)例，論述空間技術(shù)（如衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星通信、空間探測等）在應(yīng)對全球氣候變化問題中可以發(fā)揮的作用。2.試述《空間科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)畢業(yè)要求中關(guān)于“工程知識”和“問題分析”能力的要求，并說明如何通過課程學(xué)習(xí)和實(shí)踐環(huán)節(jié)來培養(yǎng)這些能力。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.C4.D5.C6.D7.B8.A9.B10.B解析1.C：空間科學(xué)技術(shù)主要涉及太空環(huán)境、天體運(yùn)行、航天器技術(shù)等。地面交通管理屬于交通運(yùn)輸工程范疇，不屬于空間科學(xué)技術(shù)。2.B：開普勒三大定律是描述行星（或衛(wèi)星）繞中心天體（如太陽或地球）運(yùn)動的規(guī)律，是軌道力學(xué)的基石。3.C：衛(wèi)星遙感是利用衛(wèi)星平臺搭載的傳感器對地球表面或其他目標(biāo)進(jìn)行非接觸式觀測，獲取信息的主要方式。4.D：磁層頂粒子是源于太陽風(fēng)，在地球磁層頂區(qū)域被加速的高能粒子，其能量最高，對衛(wèi)星電子器件的損傷最嚴(yán)重。5.C：地球同步軌道是指軌道周期等于地球自轉(zhuǎn)周期（約23時(shí)56分4秒）的軌道，通常位于赤道平面，高度約35786公里。6.D：速度計(jì)（或稱陀速計(jì)）是測量載體（航天器）相對慣性空間角速度變化的傳感器，用于導(dǎo)航和姿態(tài)控制。7.B：遙感圖像通常使用近紅外、紅光和綠光三個(gè)波段。在RGB合成中，將綠光波段賦予紅色通道、紅光波段賦予綠色通道、藍(lán)光波段賦予藍(lán)色通道，可以增強(qiáng)植被的綠色視覺效果。8.A：姿態(tài)控制系統(tǒng)通過傳感器感知航天器姿態(tài)，由處理器計(jì)算偏差，并驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如飛輪、磁力矩器）產(chǎn)生控制力矩，使其達(dá)到預(yù)定姿態(tài)。9.B：自轉(zhuǎn)周期是指地球繞自身軸旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間，是描述地球自轉(zhuǎn)快慢的物理量。10.B：位置精度是指遙感數(shù)據(jù)（如GPS坐標(biāo)、圖像像素坐標(biāo)）與其真實(shí)地理位置之間的符合程度。二、填空題1.太空（或宇宙空間）2.慣性（或固定）3.電磁4.地磁活動5.不動（或靜止）6.真實(shí)（或慣性）空間7.特征（或物理）8.測量（或跟蹤）,控制9.折射（或反射）10.數(shù)據(jù)分析（或信息提取）解析1.空間科學(xué)技術(shù)的研究對象是存在于地球大氣層以外的宇宙空間及其中的天體、現(xiàn)象以及相關(guān)的技術(shù)。2.絕對運(yùn)動是相對于不隨地球自轉(zhuǎn)而運(yùn)動的慣性參考系的運(yùn)動。3.衛(wèi)星通信利用無線電波（屬于電磁波）在太空中進(jìn)行信息傳輸。4.除了原子氧、高能粒子、空間碎片，地磁活動（如太陽風(fēng)暴）產(chǎn)生的強(qiáng)電磁場也會對航天器造成干擾或損傷。5.地球靜止軌道衛(wèi)星的軌道周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，使其相對于地面上的固定點(diǎn)保持靜止。6.航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)需要使航天器相對于慣性空間（或真實(shí)空間）有正確的指向，以執(zhí)行各項(xiàng)任務(wù)。7.遙感技術(shù)獲取的是地物或目標(biāo)的電磁輻射信息，這些信息反映了目標(biāo)的光譜特性、紋理、形狀等物理特征。8.航天測控主要包括對航天器的位置進(jìn)行測量和對其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制兩大方面。9.電離層中的自由電子和離子會改變無線電波的傳播路徑和速度，產(chǎn)生折射、反射、散射等效應(yīng)。10.數(shù)據(jù)處理不僅包括幾何和輻射校正，還包括數(shù)據(jù)融合、分類、統(tǒng)計(jì)分析和信息提取等步驟。三、名詞解釋1.軌道攝動：指在中心天體引力為主作用下，受其他天體引力、非球形地球引力、大氣阻力、太陽光壓等因素微擾，使航天器實(shí)際軌道偏離理想開普勒軌道的現(xiàn)象。2.傳感器標(biāo)定：指通過實(shí)驗(yàn)或理論方法確定傳感器輸出（如電壓、數(shù)字量）與其所探測的物理量（如輻射亮度、距離）之間定量關(guān)系的過程，目的是消除系統(tǒng)誤差，提高測量精度。3.空間天氣事件：指太陽活動引發(fā)的對地球空間環(huán)境產(chǎn)生顯著擾動的事件，如太陽耀斑、日冕物質(zhì)拋射等，可能影響航天器運(yùn)行、通信、導(dǎo)航以及地面電力系統(tǒng)等。4.航天器熱控制：指采用被動（如熱沉、多層隔熱）和主動（如散熱器、加熱器）方法，將航天器及其內(nèi)部儀器的工作溫度維持在允許范圍的技術(shù)。5.遙感影像解譯：指利用各種手段（如目視解譯、計(jì)算機(jī)自動解譯）分析遙感影像，提取地物屬性信息（如類型、數(shù)量、分布、變化等），并加以識別、分類和制圖的過程。四、簡答題1.簡述開普勒三大定律及其在天體運(yùn)動中的應(yīng)用。開普勒三大定律是：*第一定律（橢圓定律）：所有行星繞太陽運(yùn)動的軌道都是橢圓，太陽位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。*第二定律（面積定律）：行星與太陽的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等，這意味著行星在靠近太陽時(shí)運(yùn)動速度更快，在遠(yuǎn)離太陽時(shí)運(yùn)動速度更慢。*第三定律（周期定律）：行星公轉(zhuǎn)周期的平方與其軌道半長軸的立方成正比（T2∝a3）。該定律也可推廣用于任何兩個(gè)圍繞同一中心天體運(yùn)行的天體。應(yīng)用：開普勒定律是經(jīng)典天體力學(xué)的基礎(chǔ)，用于計(jì)算天體的軌道參數(shù)、預(yù)測天體位置、解釋行星運(yùn)動規(guī)律、為航天器軌道設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)等。2.列舉至少三種常見的空間環(huán)境因素，并簡述其對航天器的影響。常見的空間環(huán)境因素及其影響：*原子氧：空間中高活性的原子氧會對航天器表面材料（特別是聚合物）產(chǎn)生“原子氧侵蝕”，導(dǎo)致材料變薄、降解、發(fā)脆，影響天線性能、太陽能電池效率等。*高能粒子（如質(zhì)子、重離子）：來自太陽（太陽耀斑、日冕物質(zhì)拋射）和宇宙的高能粒子會與航天器材料相互作用，產(chǎn)生靜電電荷積累、單粒子效應(yīng)（如邏輯鎖定、數(shù)據(jù)翻轉(zhuǎn)）、總劑量效應(yīng)（損傷半導(dǎo)體器件、縮短設(shè)備壽命）。*空間碎片：運(yùn)行在軌道上的廢棄衛(wèi)星、火箭殘骸等碎片，對在軌航天器構(gòu)成碰撞威脅，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損傷、解體甚至任務(wù)失敗。*高真空：極端真空環(huán)境會引發(fā)材料出氣、焊縫開裂等材料失效問題，并影響某些電真空器件的工作。*空間輻射（高能帶電粒子、X射線、伽馬射線）：除了高能粒子，其他空間輻射也會損傷電子器件，并可能對航天員（若在空間站活動）健康構(gòu)成威脅。3.簡述衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的基本工作原理。衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)基本工作原理如下：1.感知（測量）：利用各種傳感器（如太陽敏感器、星敏感器、陀螺儀、磁力計(jì)、陀螺羅經(jīng)等）實(shí)時(shí)測量航天器的當(dāng)前姿態(tài)（指向）信息。2.決策（計(jì)算）：姿態(tài)控制計(jì)算機(jī)將測得的當(dāng)前姿態(tài)與任務(wù)要求的期望姿態(tài)進(jìn)行比較，計(jì)算出兩者之間的偏差。3.執(zhí)行（控制）：控制系統(tǒng)根據(jù)計(jì)算出的姿態(tài)偏差，驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如飛輪、磁力矩器、燃?xì)鈬娮斓龋┊a(chǎn)生控制力矩，對航天器施加作用，使其姿態(tài)發(fā)生改變，趨向于期望姿態(tài)。4.反饋（修正）：航天器姿態(tài)發(fā)生變化后，傳感器再次測量新的姿態(tài)，反饋給控制系統(tǒng)，形成閉環(huán)控制，直至達(dá)到并穩(wěn)定在期望姿態(tài)。根據(jù)控制策略（如比例、比例-微分、比例-積分-微分）調(diào)整控制作用力矩。4.遙感圖像獲取過程中，大氣層會引入哪些主要誤差？如何進(jìn)行初步糾正？大氣層對遙感圖像獲取的主要誤差：*輻射衰減：大氣中的氣體分子、水汽、氣溶膠等會吸收和散射太陽輻射和地物反射輻射，導(dǎo)致到達(dá)傳感器的輻射能量減弱，圖像偏暗，對比度降低。*大氣散射：散射會使部分地物反射的輻射偏離傳感器視場，形成霧氣或輝光效應(yīng)，降低圖像清晰度，尤其在短波段（藍(lán)紫光）更顯著。*大氣折射：大氣密度不均勻會引起光線折射，導(dǎo)致地物位置發(fā)生偏移，圖像幾何變形。初步糾正方法：*選擇合適的觀測時(shí)間：避免在清晨、傍晚（大氣水汽含量高）或陰天進(jìn)行觀測。*選擇合適的波段：使用穿透力強(qiáng)的波段（如近紅外）可以減少水汽影響。*利用大氣校正模型：基于大氣參數(shù)（如水汽含量、氣溶膠光學(xué)厚度等）或利用同步測量的地基輻射計(jì)數(shù)據(jù)，建立大氣校正模型（如暗目標(biāo)減法、相對反照率法、物理模型法），對遙感圖像進(jìn)行輻射校正，補(bǔ)償大氣影響，恢復(fù)地物的真實(shí)反射率。五、論述題1.結(jié)合具體實(shí)例，論述空間技術(shù)（如衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星通信、空間探測等）在應(yīng)對全球氣候變化問題中可以發(fā)揮的作用?？臻g技術(shù)在應(yīng)對全球氣候變化中發(fā)揮著不可替代的作用，主要體現(xiàn)在：*提供全面、長時(shí)序的觀測數(shù)據(jù)：衛(wèi)星遙感能從宏觀、全天候、全天時(shí)視角監(jiān)測全球及區(qū)域氣候變化現(xiàn)象。例如，利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)可以持續(xù)監(jiān)測冰川融化（如格陵蘭、南極冰蓋變化）、海平面上升（通過雷達(dá)測高衛(wèi)星）、極地海冰覆蓋范圍和厚度變化、植被覆蓋變化（如森林砍伐、荒漠化）、大氣成分（CO2、CH4濃度）分布和變化（如大氣探測衛(wèi)星）、海洋表面溫度和色度變化（如海洋衛(wèi)星）等。這些長時(shí)序數(shù)據(jù)是氣候變化研究、預(yù)測和評估的基礎(chǔ)。*增強(qiáng)氣候模型能力和預(yù)測水平：衛(wèi)星觀測為改進(jìn)和驗(yàn)證氣候模型提供了關(guān)鍵的數(shù)據(jù)輸入，有助于更準(zhǔn)確地模擬氣候系統(tǒng)各圈層的相互作用，提高氣候預(yù)測（如極端天氣事件頻率和強(qiáng)度變化、長期氣候變化趨勢）的精度。*支持氣候影響評估和適應(yīng)策略制定：通過監(jiān)測氣候變化對自然生態(tài)系統(tǒng)（如珊瑚礁白化、濕地退化）和人類社會（如農(nóng)業(yè)減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)、水資源短缺、海岸線侵蝕）的影響，為各國制定適應(yīng)氣候變化的國家戰(zhàn)略、減緩排放政策、災(zāi)害預(yù)警和管理提供科學(xué)依據(jù)。例如，遙感可用于評估洪水淹沒范圍、監(jiān)測干旱發(fā)展、規(guī)劃適應(yīng)性的農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)。*促進(jìn)國際合作與信息共享：空間技術(shù)提供的全球觀測數(shù)據(jù)具有公共產(chǎn)品屬性，有助于各國科學(xué)家、決策者共享信息，加強(qiáng)國際合作，共同應(yīng)對氣候變化挑戰(zhàn)。例如，世界氣象組織（WMO）和聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）都依賴于衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)。*通信保障：衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)為偏遠(yuǎn)地區(qū)、海洋、極地等地面通信覆蓋不足的區(qū)域提供信息傳輸通道，對于氣候變化相關(guān)的應(yīng)急通信、環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸、科研合作通信至關(guān)重要。2.試述《空間科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)畢業(yè)要求中關(guān)于“工程知識”和“問題分析”能力的要求，并說明如何通過課程學(xué)習(xí)和實(shí)踐環(huán)節(jié)來培養(yǎng)這些能力?！犊臻g科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)畢業(yè)要求中對“工程知識”和“問題分析”能力的要求通常體現(xiàn)為：*工程知識：要求學(xué)生掌握空間科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，了解相關(guān)工程領(lǐng)域的工程基礎(chǔ)，能夠運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決空間工程中的復(fù)雜工程問題。具體可能包括：掌握天體力學(xué)、航天器設(shè)計(jì)、遙感原理、空間環(huán)境、測控技術(shù)等核心知識；了解力學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)、材料學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等支撐學(xué)科知識；熟悉空間系統(tǒng)設(shè)計(jì)、集成、測試、運(yùn)行的基本流程和方法。*問題分析：要求學(xué)生能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識別、表達(dá)并建立空間工程問題的數(shù)學(xué)模型；能夠運(yùn)用專業(yè)知識對復(fù)雜工程問題進(jìn)行定性、定量分析和評估；能夠綜合運(yùn)用各種技術(shù)手段（如實(shí)驗(yàn)、仿真、數(shù)據(jù)分析）解決工程問題，并提出有效解決方案；具備考慮問題的多方面因素（如經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、安全、可靠性等）的能力。通過課程學(xué)習(xí)和實(shí)踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)這些能力的途徑：*課程學(xué)習(xí)：*理論課程：深入學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)以及空間科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的核心課程，構(gòu)建扎實(shí)的知識體系，這是工程知識的基礎(chǔ)。*專業(yè)選修課：根據(jù)興趣和方向選擇特定領(lǐng)域（如衛(wèi)星導(dǎo)航、空間