[发明专利]朗缪尔探针数据处理方法及系统

说明书

本发明提供了一种朗缪尔探针数据处理方法及系统。该方法包括：朗缪尔探针0级数据进行数据格式转换及物理量反演，生成1级数据产品；1级数据产品加上相应的信息生成2级数据产品；2级数据产品经过时空分析获得3级、4级数据产品。本发明提供的朗缪尔探针数据处理方法及系统能够将朗缪尔探针原始观测数据处理生成实际可用的各级数据产品。

技术领域

本发明涉及卫星遥感技术领域，特别是涉及一种朗缪尔探针数据处理方法及系统。

背景技术

“张衡一号”卫星是中国第一颗自主研制的地球物理场卫星，朗缪尔探针是卫星上搭载的八种载荷之一，主要用于电离层原位电子密度和电子温度测量。朗缪尔探针主要用于探测电离层原位电子密度和电子温度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种朗缪尔探针数据处理方法及系统，能够将星上朗缪尔探针的原始探测数据进行处理，生成实际可用的物理量数据产品。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种朗缪尔探针数据处理方法，所述方法包括：朗缪尔探针0级数据首先进行十进制转换，生成扫描电压和输出电流，进行定标后生成标准的伏安特性曲线，经过伏安特性曲线反演，得到中间结果和最终的物理量，从而生成1级数据产品；从星务数据包中获取星下点位置等信息，获取地震记录、空间天气指数的辅助信息，对应叠加至1级数据产品，生成2级数据产品；利用获取的每条当前轨道以及若干个重访周期的轨道数据，生成时序分析产品作为3级数据产品；利用全球以及中国区域的当前轨道以及若干个重访周期的轨道数据，生成空间产品数据，为4级数据产品；其中，1级数据产品是对0级数据进行格式转换、标定拟合后得到的按时间排列的电流、电压、电子密度、电子温度、悬浮电位、等离子体电位；2级数据产品是对1级数据产品进行坐标换算，生成带有时间和地理、地磁坐标等信息的电子密度、电子温度；3级数据产品是在2级数据产品的基础上，对电子密度、电子温度进行重采样生成重访轨道观测数据的时间序列产品，并标注地震目录、磁情指数、F107的信息；4级数据产品是在2级数据产品基础上，生成全球范围及中国区域上空电子密度、电子温度的动态变化及其相对于背景场的变化幅度。

1级数据产品包括：科学数据、图像产品和数据处理报告；2级数据产品包括：科学数据、图像产品和数据处理报告；3级数据产品包括：科学数据、图像产品、数据处理报告；4级数据产品包括：科学数据、图像产品和数据处理报告。

在一些实施方式中，Langmuir探针0级数据首先进行十进制转换，转换后进行定标参数修正，定标后的扫描电压和输出电流，可以生成标准的伏安特性曲线，经过伏安特性曲线反演，得到中间结果和最终的物理量，从而生成1级数据产品，包括：朗缪尔探针的悬浮电位点U_f计算；确定离子饱和区，拟合离子电流I_i；获取电子电流I_e；找出空间等离子体电位点U_p并确定电子阻滞区和电子饱和区；找到U_p点对应的电子电流I_e0和离子电流I_i0；求出电子温度；求出电子密度；根据科学数据中的温度信息以及反演的U_f、U_p，估算数据质量，标注在数据中；生成1级产品。

在一些实施方式中，根据科学数据中的温度信息以及反演的U_f、U_p，估算数据质量，标注在数据中，包括：温度正常、Up-Uf在2U以内，数据质量好，标识为2；温度正常、Up-Uf超出2U，数据质量一般，标识为1；温度不正常，数据不可用，标识为0。

在一些实施方式中，从星务数据包中获取星下点位置等信息，获取地震记录、空间天气指数的辅助信息，对应叠加至1级数据产品，生成2级数据产品，包括：执行经纬度及高度的解算；执行坐标标注及科学数据时空匹配。