2025年大學(xué)《空間科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫——太空傳感應(yīng)用技術(shù)與星際檢測考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的字母填在括號內(nèi)）1.下列哪種傳感器主要利用目標對電磁波輻射或反射特性的差異來進行探測？A.慣性導(dǎo)航系統(tǒng)B.全球定位系統(tǒng)C.多光譜掃描儀D.液體推進器2.在對地遙感中，高分辨率成像衛(wèi)星主要用于獲取哪些信息？A.全球氣候模式B.大范圍土地利用類型C.城市建筑物細節(jié)D.大氣環(huán)流特征3.下列哪項技術(shù)不屬于目前主流的系外行星探測方法？A.天琴座β型星系方法B.凌日法C.微引力透鏡法C.直接成像法4.太空環(huán)境中，空間碎片對航天器的主要威脅不包括？A.碰撞導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損壞B.引起劇烈振動C.產(chǎn)生電磁干擾D.直接補充航天器燃料5.衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)中，光譜分辨率越高，意味著？A.傳感器視場越大B.傳感器靈敏度越高C.能探測到的光譜波段數(shù)量越多、波段越窄D.傳感器重量越輕6.紅外遙感在軍事偵察中的應(yīng)用主要利用了紅外輻射的哪些特性？A.透射性強B.全程輻射C.物體自身發(fā)射紅外線D.易于偏振7.航天器上用于測量太陽活動參數(shù)的傳感器，其主要探測對象是？A.X射線和伽馬射線B.可見光和紫外線C.微波輻射D.地球磁場信號8.構(gòu)成雷達遙感系統(tǒng)的核心部件是？A.攝像頭B.發(fā)射機和接收機C.光學(xué)透鏡D.GPS接收器9.在星際探測任務(wù)中，深空通信主要面臨哪些挑戰(zhàn)？（請選擇兩項）A.信號衰減嚴重B.噪聲干擾增大C.數(shù)據(jù)傳輸速率要求極高D.通信協(xié)議過于簡單10.太空傳感器標定主要目的是什么？A.提高傳感器運行速度B.確保傳感器測量數(shù)據(jù)的準確性和可靠性C.增加傳感器的探測范圍D.降低傳感器的功耗二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在橫線上）1.利用微波信號探測目標距離的技術(shù)稱為________。2.能夠感知物體自身發(fā)射或反射的紅外輻射的傳感器稱為________傳感器。3.空間天氣事件主要是指太陽活動引起的地球空間環(huán)境的劇烈變化，包括________、耀斑和日冕物質(zhì)拋射等。4.太空望遠鏡為了克服大氣干擾，通常被部署在________或________。5.對地觀測衛(wèi)星根據(jù)其軌道高度不同，可分為低地球軌道（LEO）、中地球軌道（MEO）和地球靜止軌道（GEO）衛(wèi)星，其中________衛(wèi)星具有相對于地面幾乎固定的觀測位置。6.測量遙遠天體距離的一種重要方法是利用________的視差效應(yīng)。7.星際探測器在飛往深空的過程中，需要克服的主要推力來源是________。8.光譜分析是________探測和研究中不可或缺的技術(shù)手段。9.為了提高遙感圖像的解譯精度，常采用多時相、多光譜或________數(shù)據(jù)融合的方法。10.激光雷達（LiDAR）技術(shù)利用________對目標進行探測和測距。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述被動式遙感與主動式遙感的根本區(qū)別。2.簡述影響空間傳感器探測分辨率的幾個主要因素。3.簡述系外行星“凌日法”探測原理及其主要優(yōu)點。4.簡述太空環(huán)境中對航天器傳感器設(shè)備的主要威脅及其應(yīng)對措施。四、論述題（每題10分，共20分）1.論述光學(xué)/紅外光譜傳感器在地球資源勘查中的應(yīng)用價值，并舉例說明。2.論述深空探測中，克服長距離通信挑戰(zhàn)所采用的關(guān)鍵技術(shù)和策略。五、計算題（共20分）1.假設(shè)某成像雷達系統(tǒng)的工作頻率為5GHz，載波波長為λ=0.06米。若該雷達發(fā)射功率P_t=1kW，接收機最小可探測信號功率P_min=-100dBW。不考慮大氣衰減和目標后向散射系數(shù)變化，請估算該雷達的理論最大探測距離R_max（結(jié)果以公里為單位，可使用近似公式R_max≈[(P_t*λ^4)/(16*π^3*P_min)]^(1/4)）。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.A4.D5.C6.C7.A8.B9.AB10.B二、填空題1.雷達2.紅外3.電磁擾動4.地球軌道外；太空中5.地球靜止軌道（GEO）6.天體7.化學(xué)推進劑（或火箭發(fā)動機）8.天文9.多角度10.激光三、簡答題1.解析思路：被動式遙感是利用傳感器接收目標自身發(fā)射或反射的天然電磁波信息進行探測；主動式遙感則是傳感器主動發(fā)射電磁波，再接收目標反射回來的信號進行探測。關(guān)鍵區(qū)別在于信息來源是否為傳感器主動產(chǎn)生。*答案要點：被動式利用目標自身輻射/反射天然電磁波；主動式利用傳感器發(fā)射電磁波，接收目標回波。2.解析思路：探測分辨率指傳感器區(qū)分空間上鄰近目標的能力。影響成像分辨率的主要因素包括傳感器孔徑大?。Q定光學(xué)或雷達分辨率）、傳感器與目標的距離（距離越近分辨率越高）、探測波長的長短（波長越短分辨率越高）以及成像處理算法等。*答案要點：傳感器孔徑大?。粋鞲衅髋c目標距離；探測波長；成像處理算法。3.解析思路：凌日法原理是當(dāng)系外行星從其母恒星前方經(jīng)過時，會遮擋住部分恒星光，導(dǎo)致恒星亮度發(fā)生周期性微弱變化。通過精確測量這種光變曲線的形狀和周期，可以推斷行星的存在、大小、軌道等參數(shù)。優(yōu)點是直接觀測行星本身（間接），對行星大氣成分進行分析相對直接。*答案要點：原理：行星遮擋恒星導(dǎo)致亮度周期性變化；推斷參數(shù)：行星大小、軌道；優(yōu)點：可分析行星大氣。4.解析思路：太空環(huán)境威脅傳感器設(shè)備的主要因素包括：空間輻射（靜電放電、總劑量輻射等）可能損壞電子元件或改變器件參數(shù)；極端溫度（真空下的劇烈溫差）可能導(dǎo)致材料變形或器件性能漂移；微流星體和空間碎片的撞擊可能導(dǎo)致物理破壞或引入干擾。應(yīng)對措施包括采用抗輻射加固設(shè)計、熱控措施、防撞加固材料或結(jié)構(gòu)、冗余設(shè)計等。*答案要點：威脅：空間輻射、極端溫度、微流星體/碎片撞擊；措施：抗輻射加固、熱控、防撞、冗余設(shè)計。四、論述題1.解析思路：論述需首先說明光學(xué)/紅外光譜傳感器如何工作（根據(jù)不同地物光譜特性差異成像），然后分點闡述其在資源勘查中的具體應(yīng)用價值，如區(qū)分不同礦物類型（礦產(chǎn)勘查）、監(jiān)測植被健康與水分狀況（農(nóng)業(yè)、林業(yè)）、評估土壤有機質(zhì)含量與污染狀況（土地評估）、監(jiān)測城市熱島效應(yīng)等，并至少舉一兩個具體例子支撐。*答案要點：工作原理（感知光譜差異）；應(yīng)用價值（礦產(chǎn)、農(nóng)業(yè)、土壤、城市等）；舉例說明（如：高光譜成像區(qū)分不同礦石；熱紅外成像監(jiān)測作物長勢或城市溫度分布）。2.解析思路：論述需涵蓋深空通信面臨的挑戰(zhàn)（距離遠導(dǎo)致信號衰減巨大、信噪比低、傳輸時延長、帶寬有限等），然后系統(tǒng)介紹為克服這些挑戰(zhàn)所采用的關(guān)鍵技術(shù)，如高增益天線（提高方向性和增益）、大功率發(fā)射機（提高發(fā)射信號強度）、低噪聲接收機（提高接收信號靈敏度）、頻率捷變/擴頻技術(shù)（抗干擾）、星際激光通信（潛力技術(shù)）、數(shù)據(jù)壓縮與高效調(diào)制編碼技術(shù)、星際網(wǎng)絡(luò)與中繼衛(wèi)星等策略。*答案要點：挑戰(zhàn)（衰減、時延、信噪比、帶寬）；技術(shù)/策略（高增益天線、大功率發(fā)射、低噪聲接收、捷變擴頻、激光通信、數(shù)據(jù)壓縮、中繼等）。五、計算題1.解析思路：根據(jù)題目所給近似公式R_max≈[(P_t*λ^4)/(16*π^3*P_min)]^(1/4)，將已知數(shù)值代入計算。注意單位統(tǒng)一，P_t=1kW=1000W，P_min=-100dBW=10^(-100/10)