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为了探索地球磁层和极区的等离子体结构和动力学过程，研究地球激波、磁层顶边界、极尖、磁尾及等离子体的形成和组成，进而促进日地耦合复杂系统的深入认识，需要对极区上行离子流的能量及其三维分布进行精确探测，并且还需要实现对其中主要离子成分(H+、He+、O+)的分辨.极区上行离子流能量较低，主要集中于0.6eV～600eV范围内，属于热离子能量段.