[发明专利]一种智能化太阳耀斑数据观测方法

说明书

技术领域

本发明涉及天文观测领域的太阳物理研究技术，尤其涉及一种智能化太阳耀斑数据观测方法。

背景技术

太阳耀斑、暗条爆发、日冕物质抛射(CME)是日面上的三类剧烈活动现象，对它们的研究不但能够帮助太阳物理学家更好的理解太阳物理，而且对与国计民生息息相关的空间天气预报有着重要意义。太阳耀斑是在太阳色球层次(Hα波段)观测到的一类剧烈活动现象，它的观测特点一般是具有闪相/爆发相和持续相两个阶段。其中，太阳耀斑亮度迅速增大期称为闪相，而耀斑面积迅速增大期称为爆发相。每个太阳耀斑初始阶段都有闪相，但不一定有暴发相。在闪相/爆发相阶段太阳耀斑的发展变化非常快，亮度可增加几倍到几十倍，面积迅速扩大，持续时间一般为几秒到几分钟；持续相则是在耀斑达到最大亮度和面积之后保持时间长达几十分钟甚至几个小时的一个阶段。

太阳耀斑爆发相的快速演化过程是太阳物理研究领域的热点问题之一，太阳物理研究表明，太阳耀斑爆发能量的来源是太阳磁场，而究竟是什么因素触发了太阳磁场能量的释放，至今仍然停留在模型研究阶段，目前还没有明确的答案。太阳物理学家们认为在太阳耀斑的爆发相阶段可能隐藏着其触发机制的蛛丝马迹。而为了对太阳耀斑爆发相的快速演化过程进行研究，就需要对太阳耀斑发生时刻的太阳图像等关键信息进行采集和记录。

现有常规观测方法通常由观测员进行人工采集操作，一般每5分钟采集一张图像，如果观测员看到有耀斑发生，也可更换采集模式——局部采集模式，以加快采集速度。

但采用上述人工采集模式有如下缺陷和不足之处：其一、由于人工操作的图像采集速度比较慢，获得数据的时间分辨率比较低；其二、人工判断不准确，可能错过耀斑爆发时间，导致数据采集不全面；其三、由于没有曝光时间自动控制，随着耀斑的增强CCD采集到的数据会出现溢出，从而无法看到耀斑核区的关键信息。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种智能化太阳耀斑数据观测方法，用以自动跟踪和判别太阳耀斑的爆发，并自动调节曝光时间和采集速度，提高观测数据的时间和空间分辨率，实现无人值守观测。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种智能化太阳耀斑数据观测方法，该方法包括如下步骤：

A、开启太阳耀斑观测系统，定时采集获取到的太阳图像数据，并保存在内存中；

B、判断太阳耀斑是否爆发，若有耀斑爆发，则执行步骤C；若无耀斑爆发，则执行步骤D；

C、自动调整预设的曝光时间，同时调整数据采集模式，采集太阳耀斑数据，然后执行步骤E；

D、采用常规观测方法采集获取的太阳图像数据，然后执行步骤E；

E、将太阳耀斑观测系统所采集的耀斑数据或太阳图像数据保存在硬盘中。

其中，步骤A所述定时采集的时间间隔能够预设或根据判断耀斑是否爆发的结果进行更改。

所述判断耀斑是否爆发的具体过程为：对太阳耀斑观测系统所采集的太阳图像CCD数据进行分析，根据CCD数据中饱和像素数目超过靶面面积的比例，将太阳耀斑分为低、中、高三个等级；当CCD数据中饱和像素数目超过预设的中等或以上耀斑等级时，则认为耀斑爆发；反之，则认为无耀斑爆发。

所述CCD数据中饱和像素为近饱和像素，所述近饱和像素为留有余量的接近饱和亮度值的像素。

所述太阳耀斑分为低、中、高三个等级的依据为：饱和像素数目低于靶面面积的百分之一时，对应低等；高于百分之一则为中等；高于百分之三十时对应为高等。

步骤C所述自动调整预设的曝光时间的过程为：当判断有耀斑爆发时，则降低采集图像的时间间隔，以及时准确捕捉到耀斑爆发过程；当无耀斑爆发时间超过一定时长时，则增加采集图像的时间间隔，以降低系统负荷和减少无用文件的存储。

步骤C所述调整数据采集模式的过程为：当判断有耀斑爆发时，则启动快速数据采集模式，调动系统资源以适应高速采集和存储数据的工作方式；当无耀斑爆发时间超过一定时长时，则恢复常态数据采集模式。

本发明所提供的智能化太阳耀斑数据观测方法，具有以下优点：