[发明专利]一种中轨道卫星高能电子能谱数据的获取方法

说明书

本发明公开了一种中轨道卫星高能电子能谱数据的获取方法，包括采集地球同步轨道上能量大于2MeV的高能电子24小时积分通量；根据所述积分通量推算出对应24小时中4次穿越的1MeV高能电子的最大微分通量；根据所述最大微分通量的极大值计算出高能电子的能谱。本发明能够根据稳定的地球同步轨道监测到的高能电子通量数据，计算中轨道卫星所穿越的外辐射带核心区域的高能电子通量和能谱情况。

技术领域

本发明属于中轨道卫星高能电子能谱数据领域，具体涉及一种中轨道卫星高能电子能谱数据的获取方法。

背景技术

中轨道(MEO)是指高度20000公里左右的卫星轨道，是大多数全球导航卫星的运行轨道，中轨道的高度正是地球外辐射带中心的高度，中轨道穿过的赤道区域正是外辐射带的中心区域，高能电子能够穿过卫星的防护层沉积在卫星内部介质，会引起深层充电效应，严重时能够造成卫星异常甚至故障。

要对不同防护厚度下的材料的深层充电效应的严重程度进行估算，就需要准确地了解卫星轨道上最恶劣高能电子环境，即恶劣的高能电子能谱。但并非所有中轨道卫星都配备高能电子监测设备，因此需要通过相关要素的连续监测数据，对中轨道的恶劣高能电子环境进行反演，因此及时掌握中轨道卫星的高能电子沿轨的通量和能谱是保障卫星空间环境安全的重要一环，但由于多数中轨道卫星没有搭载高能电子探测设备，而且高能电子探测数据不能实时下传，造成卫星管理机构不能及时掌握卫星的高能电子环境。因此需要一种中轨道卫星高能电子能谱数据的获取方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种中轨道卫星高能电子能谱数据的获取方法。

本发明所述步骤如下：

步骤1：采集地球同步轨道上能量大于2MeV的高能电子24小时积分通量；

步骤2：根据所述积分通量推算出对应24小时中4次穿越的1MeV高能电子的最大微分通量；

步骤3：根据所述最大微分通量的极大值计算出高能电子的能谱并计算所述高能电子对数相对误差。

进一步地，相同24小时时间段内中轨道卫星穿越外辐射带核心区域过程中1MeV的高能电子的微分通量可表示为：

f_m1＝1.7×10⁶+3.75×10⁶×(log₁₀F_G-6.845) (1)

式中fm1为中轨道1MeV高能电子微分通量，单位是cm^-2s^-1sr^-1MeV^-1；FG为地球同步轨道最近24小时能量大于2MeV的高能电子的积分通量，单位是cm^-2sr^-1。

进一步地，1MeV的高能电子的微分通量的公式可表示为：

f_m(E)＝10^{-1.11(E-1)+lg}(f_m1)

(2)

式中fm(E)表示能量为E的高能电子微分通量，单位是cm^-2s^-1sr^-1MeV^-1；E表示高能电子能量，单位是MeV。

进一步地，计算中轨道1MeV高能电子通量的对数相对误差的公式为：

式中f₀为监测值，f_c为计算值。得到该日中轨道1MeV高能电子通量最大值的计算值的对数相对误差为2.89％。