[发明专利]低轨空间碎片超低色散光谱特征获取方法

摘要

低轨空间碎片超低色散光谱特征获取方法,包括如下步骤：步骤1，获取图像光谱；步骤2，对步骤1获得的图像光谱进行一维光谱抽取；步骤3，对空间碎片一维光谱进行波长标定；步骤4，对空间碎片一维光谱进行流量标定，得到空间碎片超低色散特征。

主权项

1.低轨空间碎片超低色散光谱特征获取方法,包括如下步骤：步骤1，获取图像光谱；1.1观测前利用亮恒星进行望远镜系统的指向校正；选取亮恒星用作指向校正，当该亮星处于望远镜系统视场中心时，说明望远镜系统已做好指向校正；1.2设置CCD控制软件的参数；所述参数包括曝光时间、数据读出速度等；1.3拍摄暗场和平场图像备用；该步骤用于确定CCD的误差，ADU值应在线性光电计数范围内，在后续数据处理过程中，要用CCD相应区域的BIAS、平场来改正和剔除宇宙线；1.4拍摄光谱流量标准星及波长定标星的图像光谱；拍摄的光谱流量标准星及波长定标星的图像光谱均为图像光谱；1.5将待观测空间碎片的星历表输入望远镜控制软件，控制望远镜指向观测空间碎片，在同一时间范围内，同一位置附近，拍摄大气层内的空间碎片和太阳光谱类型（G2V型）标准星的图像光谱；空间碎片及G2V型光谱标准星的图像光谱同步拍摄；步骤2，对步骤1获得的图像光谱进行一维光谱抽取；光谱流量标准星、波长定标星、空间碎片及G型光谱标准星的图像光谱均进行一维光谱抽取；光谱的抽取仅对点源光谱操作，光谱的抽取过程包括：源的搜索、光谱的追踪、测量孔径的选取、天光背景的扣除和光谱的抽取；步骤3，对空间碎片一维光谱进行波长标定；利用波长定标星一维抽取光谱中的发射线或吸收线对空间碎片一维抽取光谱进行波长标定，拟合波长的二次分布函数，计算像元位置与波长大小的对应关系；步骤4，对空间碎片一维光谱进行流量标定，得到空间碎片超低色散特征；利用G2V型光谱标准星一维抽取光谱对空间碎片一维抽取光谱进行流量标定；由于空间碎片大气层内的光谱流量f_目标内(λ，t)是空间碎片大气层外流量与大气消光因子、光学系统透过率因子乘积的结果，测量结果受大气吸收、大气视宁度、光学系统等影响，需扣除上述因素的影响；f_目标内(λ,t)=f_太阳(λ)·σ(λ,t)·τ_A(λ,t)·τ_T(λ)·τ_G(λ)·τ_CCD(λ) （4）其中：f_太阳为光源(太阳)大气层外光谱单色辐照度；σ(λ,t)为空间碎片的超低色散特征特性，σ(λ,t)=A(λ,t)×β，A(λ,t)为照射截面积，β为材料反射率；τ_A(λ,t)为大气消光因子；τ_T(λ)为望远镜系统的透射系数；τ_G(λ)为棱栅的透射系数；τ_CCD(λ)为CCD的量子效率；由于G2V型光谱标准星的大气层内的光谱流量f_标准星内(λ，t)是G2V型光谱标准星大气层外流量与大气消光因子、光学系统透过率因子乘积的结果；由于大气消光是非线性的，为保证测量精度，应在同一时间范围内，空间碎片测量位置的位置附近选取G2V型光谱标准星，仰角30度以上；f_标准星内(λ,t)=f_标准星(λ)·τ_A(λ,t)·τ_T(λ)·τ_G(λ)·τ_CCD(λ) （5）其中，f_标准星为G型光谱标准星大气层外光谱单色辐照度；因此，可在空间碎片及其附近的G型光谱标准星一维光谱基础上，完成流量定标，γ为归一化系数，λ为波长；t为时间。