郭朋真科研成果

Info Research Publications Graduates 学术链接 新建主栏目 个人简介 名称 郭朋真，男，理学博士，哈尔滨工业大学航天学院副教授、硕导。长期从事卫星光通信研究工作，研究方向包括结合等离子体效应进行光学系统波前修正技术；光网络中大容量多维全光学信息获取和存储技术研究；基于二元光学元件的光通信终端小型化、轻量化技术研究。主持国家自然科学基金面上项目、黑龙江省优秀青年基金、头雁计划资助等10余项科研项目，作为主要参与人，参加国家自然科学基金、XX预研航天科技联合基金、民用航天预先研究重点项目，以及国际合作项目Australia ARC Discovery Projects多项等。在航天工程研究方面，作为链路系统自适应补偿分系统负责人全程参加完成了科工局实践十三号（中星16）卫星“XXXX双向高速激光通信系统技术”（我校重大标志性项目）工作，2017年成功进行了国际首次高轨星地高速激光双向 5Gbps 通信，取得圆满成功。成果入选2017年中国高等学校十大科技进展，并获 2018 年国防科技进步一等奖。在国外著名学术期刊发表SCI论文30余篇，包括中科院分区1区top期刊7篇，第一作者身份发表SCI单篇最高引用次数154次。授权国家发明专利5项；申报国家发明专利16项，申报美国发明专利2项。 工作/教育经历 名称 2016.04-至今 航天学院 空间光通信技术研究中心 讲师、副教授/硕导 2011.09-2016.03 物理学 硕士/博士 2013.02-2015.02 Monash University CSC Ph.D 招生信息 名称 欢迎电子、物理、化学、光学、纳米、宇航、力学、自动化、机械、计算机、数学等专业背景的同学报考研究生。 每年招收博士生2-3名； 每年招收硕士生2-3名，读博士同学优先考虑。 招生就读学科：电子科学与技术、航空宇航科学与技术（航天学院）、卓工学院 PEPL 名称 研究方向1：激光通信链路中大气湍流的影响和在轨自适应补偿技术 （1）卫星激光通信链路大气湍流影响及在轨补偿修正研究：在卫星激光通信系统中，尤其是星地链路，光信号传输过程中需要穿过大气层，光场的空间相干性受到大气湍流引起的折射率起伏的破坏，使得地面接收到的信号光束的波前相位和振幅发生随机起伏。基于光纤耦合接收的激光通信系统对入射光场的波前相位极为敏感，大气湍流引起的波前相位随机起伏会降低光纤耦合效率，增大了系统误码率。A.星地双向激光链路下行实时预补偿上行方法：作为链路系统自适应补偿分系统负责人参加完成了“****双向高速激光通信系统技术”（我校重大标志性项目）工作，承担了自适应光学系统的大气影响补偿优化方法研究，为高轨星地激光双向通信试验成功提供了关键技术支持。成果入选2017年中国高等学校十大科技进展，并获2018年国防科技进步一等奖。B.近月复杂空间环境中激光通信终端性能稳定性研究：作为链路系统光场接收补偿分系统负责人，还将在探月工程四期嫦娥七号绕月卫星与地面激光通信项目中担任激光终端光学子系统的研制、质量保证工作等，预计在2025年发射入轨，而月地激光通信链路距离近400000km，因而需要充分考虑激光通信终端光学子系统在复杂空间环境下的性能稳定性等，需根据月表复杂空间环境展开关键技术攻关。 （2）卫星激光通信在轨捕跟坐标系优化补偿校正研究A.星地激光通信捕跟坐标系动-静的在轨星地实时校正方法：作为链路系统自适应补偿分系统负责人，在关键技术攻关方面承担了高轨星地和高低轨星间在轨运行优化分析方法研究，并提出了在轨激光通信链路捕跟坐标系动-静结合在轨校正方法，该方法已经成功应用到了“****双向高速激光通信系统技术”在轨试验中，可精确的对高轨激光通信终端在轨修正，为高轨星地高速激光双向通信试验成功关键技术保证。B.星间激光通信中捕跟坐标系动-静的在轨校正方法：对于星间卫星光通信而言，信号传输光束宽窄、传输距离长。特别是会受到卫星平台振动、卫星平台漂移、光轴机械安装误差以及探测方法的精度影响。因此，必须建立一套在轨瞄准、捕获和跟踪系统来降低由于链路性能而造成的信号损失。因而星间捕跟坐标系动-静结合在轨校正技术和地面标校自适应补偿优化技术，为在轨试验成功提供了技术保证。C.高精度环月轨道探测器月地激光通信指向算法优化：针对探月工程四期嫦娥七号绕月卫星与地面激光通信链路在轨指向算法进行优化，在近400000km链路长度条件下，需要提高卫星激光通信终端的指向精度小于1微弧度，从而可以快速捕获和稳定跟踪。 研究方向2：卫星激光通信中亚波长超表面可调控光场控制 为了适应未来卫星空间光网络发展，满足今后空间组网搭载多个终端需求，激光通信终端的光学系统设计需要充分考虑小型化、轻量化。基于非线性光学超表面，利用上转换的技术，将一部分信号光转为信标光进行捕获，可实现激光通信无信标捕跟体制的新方法，旨在对现有激光通信中光路进行精简，实现激光通信小型化、轻量化，并在国际上率先探索空间工程化应用，项目已经获得哈工大2511学科自主论证项目和黑龙省优秀青年基金项目的大力支持。近些年，从工程研究中不断提炼科学技术问题，得到的相关技术和方法已申请国家/国防发明专利12项（均进入实审阶段），已授权1项，申报美国发明专利1项（已受理）。已在国际和国内光学领域重要期刊共发表论文30余篇，其中SCI检索12篇。本人在卫星激光通信领域多年的应用和理论研究成果，可为博士生提供明确的研究方向并提供充足的研究经费，确保博士研究生培养工作的顺利开展。 主持项目 1. 月球基地兆瓦级大型超弹性自展开太阳能聚光镜研究, 国家自然科学基金面上项目, 202201-202512 54万，负责； 2. 系列激光通信终端模块化测试平台技术, 头雁计划项目, 201912-202312, 500万, 负责； 3. 基于亚波长超表面技术的光学元件研究, 2511学科自主论证项目, 201806-202106, 120万, 负责； 4. 卫星光网络系统多层无间歇高效稳定组网方法研究, 校基金项目, 202205-202212, 负责； 5. 新型柔性超表面光学OAM产生及应变诱导调制方法研究, 黑龙江省科学基金优秀青年基金, 202007, 负责。 通用模版 名称 一. 发表学术论文 《Numerical simulation revealing the impact of drilling-based mining equipment structure on water ice extraction from lunar soil》发表于 Acta Astronautica 1. A Novel Design for A Dust-Induced Closed Return Mars Wind Tunnel L Li, Y Chen, S Hu, C Chen, P Guo*. Planetary and Space Science, 2023 2. An Optimized-Punching Approach to Achieve Parabolic Shape by Simply Bending Flat Elastic Sheet—Fabricating Flexible and Precision Solar Parabolic Trough … L Li, H Chen, Y Zhang, H Li, J Wang, P Guo*… - SSRN, 2023 3. Plasmonic core–shell nanoparticles for SERS detection of the pesticide thiram: size-and shape-dependent Raman enhancement P Guo, D Sikdar, X Huang, KJ Si, W Xiong, S Gong… - Nanoscale, 2015 4. Large-scale self-assembly and stretch-induced plasmonic properties of core–shell metal nanoparticle superlattice sheets P Guo, D Sikdar, X Huang, KJ Si, B Su… - The Journal of …, 2014 5. Effects of atmospheric turbulence on fiber-coupled DPSK system in satellite-to-ground downlink Q Yang, L Li, P Guo*, Q Wang, S Yu, L Tan, J Ma - Results in Physics, 2018 6. Ground equivalent verification for atmospheric turbulence effects on fiber-coupling efficiency of satellite-to-ground downlink Q Yang, L Li, P Guo*, Q Wang, S Yu, L Tan… - Optical …, 2018 7. Interfacial self-assembly approach of plasmonic nanostructures for efficient SERS and recyclable catalysts applications P Guo, X Huang, L Li, S Zhao - Chemical Research in Chinese …, 2017 8. Self-assembled nanocube-based plasmene nanosheets as soft sERS substrates towards direct quantitative drug identification on surfaces KJ Si, P Guo, Q Shi, W Cheng - Anal. Chem., 2015 9. Atmospheric turbulence on pointing errors of free space optical communication link S Yu, L Li, P Guo*, Q Yang, L Tan, J Ma - Applications of Lasers for …, 2018 10. Average secrecy capacity in FSO system over F-distribution channel considering the eavesdropper's location …, S Jiang, L Tan, Q Wang, P Guo - Eighth Symposium on …, 2022 11. The Spatial Location of the Eavesdropper on the Secrecy Performance of FSOC System J Ma, H Wu, P Guo - 2022 - europepmc.org 12. Secrecy Outage Probability Analysis in FSO System Based on Partially Coherent Beam Through Anisotropic Non-Kolmogorov Turbulent Atmosphere H WU, J MA, P GUO, Q WANG, D KANG, J YANG, J WU - 2022 13. Highly stretchy black gold E‐skin nanopatches as highly sensitive wearable biomedical sensors …, B Su, KJ Si, Z Ma, LW Yap, P Guo… - Advanced Electronic …, 2015 14. Giant plasmene nanosheets, nanoribbons, and origami …, Y Chen, F Eftekhari, Z Xu, Y Tang, W Xiong, P Guo… - ACS … 15. Self-assembled nanocube-based plasmene nanosheets as soft surface-enhanced Raman scattering substrates toward direct quantitative drug identification on … KJ Si, P Guo, Q Shi, W Cheng - Analytical chemistry, 2015 16. Matryoshka-caged gold nanorods: Synthesis, plasmonic properties, and catalytic activity W Xiong, D Sikdar, LW Yap, P Guo, M Premaratne, X Li… - Nano Research, 2016 17. First-principles study on the catalytic role of Ag in the oxygen adsorption of LaMnO3 (0 0 1) surface Y Zhou, Z Lü, P Guo, Y Tian, X Huang, W Su - Applied surface science, 2012 18. Secrecy outage probability analysis in a free-space optical system based on partially coherent beams through anisotropic non-Kolmogorov turbulent atmosphere H Wu, J Ma, P Guo, Q Wang, D Kang, J Yang, J Wu - JOSA B, 2022 19. Self-assembled plasmonic pyramids from anisotropic nanoparticles for high-efficient SERS W Yang, KJ Si, P Guo, D Dong, D Sikdar… - Journal of Analysis and …, 2017 20. Research on the standards of indicators associated with maintain time in bidirectional beam tracking in inter-satellites optical communication links S Yu, F Wu, L Tan, P Guo, J Ma - Optics Express, 2015 21. Active gravity compensation test bed for a six-DOF free-flying robot L Li, Z Deng, H Gao, P Guo - 2015 IEEE International …, 2015 22. Dual‐Coded Plasmene Nanosheets as Next‐Generation Anticounterfeit Security Labels …, D Sikdar, LW Yap, JKK Foo, P Guo… - Advanced Optical …, 2015 23. 李丽芳; 郭朋真*; 刘荣强; 一种空间超大型可展开柔性聚光器研究, 航空学报, 2018, 39(S1): 722187 (期刊论文, 通信作者) 24. Lifang Li; Bin Guo; Zongquan Deng; Pengzhen Guo; A New Concept to Form Arc Cylinders toParabolic Troughs Using Optimal Forces, 2015 International Design Engineering Technical Conferences & Computers and Information in Engineering Conference (IDETC/CIE 2015), Boston, 2015-08-02至2015-08-05 (会议论文) 25. 郭朋真; 李博; 康冬鹏; 于思源; 王淇; 南方; 谭立英; 马晶; J2轨道模型对月地激光通信预瞄准精度影响研究, 深空探测学报, 2019, 6(6): 530-536 (期刊论文, 第一作者) 26. 李丽芳; 郭朋真*; 刘荣强; 空间太阳能电站超大型柔性聚光器研究, 中国首届航天大会, 2018-04, 哈尔滨. (会议论文, 通信作者，获得大会优秀论文奖) 27. 郭朋真; 王俊才; 李恒; 刘荣强; 李丽芳*; 空间多因素环境下在轨大型机构动力学效应研究现状与发展趋势, 第四届可展开空间结构学术会议, 2020年12月21日, 哈尔滨 28. 李丽芳; 李恒; 陈化智; 王俊才; 郭朋真*; 刘荣强; 柔性槽式抛物面聚光镜优化设计方法研究, 第四届可展开空间结构学术会议, 2020年12月21日, 哈尔滨 29. 郭朋真; 王俊才; 李恒; 刘荣强; 李丽芳*; 空间热环境下超大型仿菊聚光器热动力学研究，中国宇航学会空间太阳能电站专业委员会第一届学术交流会暨第三届全国空间太阳能电站技术发展研讨会, 2022年3月25-27, 重庆 30. 李丽芳; 陈贺; 刘荣强; 王俊才; 郭朋真*; 基于刚度优化的弹性薄板弯圈成型方法, 中国宇航学会空间太阳能电站专业委员会第一届学术交流会暨第三届全国空间太阳能电站技术发展研讨会, 2022年3月25-27, 重庆 二、申请发明专利 美国发明专利 1. Method for molding revolution paraboloid condenser. Lifang Li; Pengzhen Guo; Rongqiang Liu; etal. US20220196293A1. 2022/1/23 2. Large space self-deployable Boom. Lifang Li; Pengzhen Guo; Zongquan Deng; etal. US20220297855A1. 2022/9/22 国家发明专利 1 于思源; 谭立英; 马晶; 郭朋真; 柳青峰. XXXX光轴平行性实时监测装置. 国防发明专利, ZL201618006644.1, 2018-06-01（已授权） 2 李丽芳; 郭朋真; 王俊才; 谭立英; 马晶; 刘荣强; 邓宗全. 一种圆柱面变形为抛物槽面分布力优化方法. 发明专利, CN202111044860.1, 2021-09-07（受通实审） 3 李丽芳; 郭朋真; 李恒; 王俊才; 李云龙; 刘荣强; 邓宗全; 魏翔; 王双雨. 一种空间大型自展开伸展臂. 发明专利, CN202110287894.7, 2021-03-18（受通实审） 4 李丽芳; 王双雨; 郭朋真; 陈化智; 姜生元; 邓宗全; 李恒; 魏翔; 陈贺;哈泽坤. 一种能够原位利用月球资源的月球基地. CN202110600620.9, 2021-05-31（受通实审） 5 李丽芳; 刘荣强; 李恒; 邓宗全; 郭朋真; 郭宏伟; 王俊才. 一种旋转抛物面聚光镜的成型方法. 发明专利, CN202011517745.7, 2020-12-21（受通实审） 6 李丽芳; 李恒; 陈贺; 王俊才; 郭朋真; 刘荣强; 邓宗全. 一种利用刚度优化的弹性薄板控形为槽式抛物面的成型方法. 发明专利, CN202111085924.2, 2021-09-16（受通实审） 7 李丽芳; 王双雨; 郭朋真; 陈化智; 姜生元; 邓宗全; 李恒; 魏翔; 陈贺;哈泽坤. 一种月球水冰开采方法. CN202110599469.1, 2021-05-31（受通实审） 8 李丽芳; 李恒; 王俊才; 郭朋真; 王双雨; 魏翔; 刘荣强; 邓宗全. 一种新型转向锁定装置. 发明专利, CN202110993576.2, 2021-08-27（已授权） 9 李丽芳; 闫继宏; 胡松梅; 陈化智; 郭朋真; 邓宗全; 王双雨; 魏翔; 姜生元; 迟关心. 一种模拟火星低压低密度尘暴环境的回流型风洞装置. 发明专利, CN202011629687.7, 2021-01-01（已授权） 10 李丽芳; 杜诚然; 魏翔; 郭朋真; 陈化智; 李恒; 冯岩; 王晓钢. 一种空间微重力尘埃等高子体科学实验装置. 发明专利, CN202011638979.7, 2021-01-02（已授权） 在读研究生 名称 赵梓旭 (Zixu ZHAO)Profile:- 2022.09 – Present, M.E. Student, Harbin Insititute of Technology- 2018.09 – 2022.07, B.E., Harbin Insititute of TechnologyResearch Activities:-Optical Networks for Cislunar Space-Moon-beased Laser Communication 张椰琪 (Yeqi ZHANG)Profile:- 2022.09 – Present, M.E. Student, Harbin Insititute of Technology- 2017.09 – 2021.07, B.E., Yantai UniversityResearch Activities:- Lunar Plasmonic Effects of Hypersurfaces- CisLunar Space Optics 夏舟舟（Zhou XIA）Profile:- 2023.08 – Present, M.E. Student, Harbin Insititute of Technology- 2018.09 – 2022.07, B.E. Huazhong Agricultural UniversityResearch Activities:-Optical design and simulation- Solar optoelectronic devices 毕业生 名称 王俊才，硕士（20-22），目前就职于中国航空工业集团公司（洛阳） 姚遥望，硕士（21-23），目前就职于比亚迪（西安） 通用模版 名称 研究机构 北美 Center for Autonomous Systems and Technologies (CAST), California Institute of Technology (CIT) Cleo Robotics, Canada Department of Mechanical and Civil Engineering, CIT Jet Propulsion Laboratory (JPL), NASA KECK INSTITUTE FOR SPACE STUDIES, CIT National Aeronautics and Space Administration (NASA) Osiris Asteroid Probe – official website 欧洲 Cedrat, France Center for Ultrasonic Technology, Altai University, Russia Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) European Space Agency (ESA) Flyability, Switzerland https://www.flyability.com/ https://www.sensefly.com/ Institute of Robotics and Mechatronics, DLR Laboratory of intelligent systems verity – ETH, Switzerland 亚洲 BIOINMECH, Ritsumeikan University Flight Dynamics and Control Lab., Chiba University Hayabusa2 Asteriod Probe – official website HOVER, China Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) Soft Robotics Laboratory, Ritsumeikan University 国际会议 2023 IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS) 2023 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA) 国际杂志 中科院一区 ELSEVIER Applied Mathematical Modelling (5.336, top, Q1) ELSEVIER Aerospace Science and Technology (5.457, top, Q1) ELSEVIER Applied Thermal Engineering (6.465, top, Q1) ELSEVIER Ceramics International (5.532, top, Q1) ELSEVIER Chinese Journal of Aeronautics (4.061, Q1) ELSEVIER Engineering (12.834, top, Q1) ELSEVIER International Journal of Engineering Science (7.155, top, Q1) ELSEVIER International Journal of Impact Engineering (4.592, Q1) ELSEVIER International Journal of Machine Tools and Manufacture (10.331, top, Q1) ELSEVIER International Journal of Mechanical Sciences (6.772, top, Q1) ELSEVIER International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences (6.849, top, Q1) ELSEVIER Mechanical Systems and Signal Processing (8.934, top, Q1) ELSEVIER Mechanism and Machine Theory (4.930, top, Q1) ELSEVIER NDT & E International (4.683, top, Q1) ELSEVIER Progress in Aerospace Sciences (8.934, top, Q1) ELSEVIER Robotics and Computer-Integrated Manufacturing (10.103, top, Q1) IEEE Industrial Electronics Magazine (8.360, top, Q1) IEEE Proceedings of the IEEE (14.910, top, Q1) IEEE Signal Processing Magazine (15.204, top, Q1) IEEE Transactions on Automation Science and Engineering (IEEE T-ASE) (6.636, top, Q1) IEEE Transactions on Fuzzy Systems (12.253, top, Q1) IEEE Transactions on Industrial Electronics (8.162, top, Q1) IEEE Transactions on Industrial Informatics (11.648, top, Q1) IEEE Transactions on Power Electronics (5.967, top, Q1) IEEE Transactions on Robotics (IEEE T-RO) (6.835, top, Q1) IEEE/ASME Transactions on Mechatronics (5.867, top, Q1) Nature Astronomy (15.647, top, Q1) Nature (69.504, top, Q1) SAGE Structural Health Monitoring (6.058, Q1) Science Robotics (27.541, top, Q1) Science (63.714, top, Q1) Soft Robotics (7.784, top, Q1) SPRINGER Archives of Computational Methods in Engineering (8.171, Q1) SPRINGER Rock Mechanics and Rock Engineering (6.518, Q1) 中科院二区 AIAA Journal (2.624, Q1) AIP Applied Physics Letter (3.971, top, Q1) ASME Journal of Mechanical Design (3.441, Q2) ELSEVIER Acta Astronautica (2.954, Q1) ELSEVIER Advances in Space Research (2.611, Q2) ELSEVIER Automatica (6.150, top, Q1) ELSEVIER Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation (4.186, top, Q1) ELSEVIER ISA Transactions (5.911, top, Q1) ELSEVIER Journal of Sound and Vibration (4.761, top, Q1) ELSEVIER Journal of The Franklin Institute (4.246, Q1) ELSEVIER Measurement (5.131, Q1) ELSEVIER Mechatronics (3.379, Q2) ELSEVIER Powder Technology (5.640, top, Q1) ELSEVIER Robotics and Autonomous Systems (3.700, Q2) ELSEVIER Sensors and Actuators A: Physical (4.291, Q1) ELSEVIER Ultrasonics (4.062, Q1) IEEE Robotics & Automation Letters (IEEE RA-L) (4.321, Q2) IEEE Robotics & Automation Magazine (IEEE-RAM) (5.229, Q2) IEEE Sensors Journal (4.325, top, Q1) IEEE Transactions on Automatic Control (6.549, top, Q1) IEEE Transactions on Control Systems Technology (5.418, Q1) IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement (5.332, Q1) IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control (3.267, Q2) IOP Smart Materials and Structures (4.131, Q2) SAGE International Journal of Robotics Research (6.887, Q1) SPRINGER Nonlinear Dynamics (5.741, Q1) SPRINGER Science China Technological Sciences (3.903, Q2) SPRINGER Space Science Reviews (8.943, Q1) WILEY International Journal for Numerical Methods in Engineering (3.021, Q2) WILEY Journal of Field Robotics (6.385, Q2) 中科院三区 ASCE Journal of Aerospace Engineering (2.242, Q2) ASME Journal of Mechanisms and Robotics (2.576, Q2) IEEE Control Systems Magazine (5.972, Q1) IEEE Journal of Microelectromechanical Systems (2.829, Q2) IOP Measurement Science and Technology (2.398, Q3) SAGE Journal of Intelligent Material Systems and Structures (2.774, Q3) SAGE Journal of Vibration and Control (2.633, Q2) Smart Structures and Systems (4.581, Q1) SPRINGER Autonomous Robots (3.255, Q3) SPRINGER Chinese Journal of Mechanical Engineering (2.964, Q2) SPRINGER Experimental Mechanics (2.794, Q2) SPRINGER International Journal of Control, Automation and Systems (2.964, Q2) SPRINGER International Journal of Fuzzy Systems (4.085, Q2) SPRINGER Journal of Intelligent & Robotic Systems (3.129, Q3) TAYLOR & FRANCIS Mechanics of Advanced Materials and Structures (3.338, Q2) 中科院四区 ASME Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control (1.640, Q3) ASME Journal of Vibration and Acoustics (1.701, Q3) SAGE Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science (1.758, Q3) SAGE Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering (1.285, Q4) SPRINGER Journal of Dynamical and Control Systems (1.270, Q2) SPRINGER The Journal of the Astronautical Sciences (1.560, Q3) 国内杂志 一级学报 兵工学报 航空学报 机械工程学报 科学通报 力学学报 声学学报 振动工程学报 中国电机工程学报 中国工程科学 中国科学 自动化学报 光学学报