[发明专利]火星主次元素同步分析的定量激光诱导击穿光谱方法

权利要求书

1.一种火星主次元素同步分析的定量激光诱导击穿光谱方法，其特征在于，所述的方法依据火星表面物质元素组成的先验知识，把火星表面物质元素分为主要元素及痕量元素；对主要元素定量检测采用多变量分析方法；对痕量元素检测采用单变量分析方法；具体方法步骤如下：

1)设需要检测的火星表面物质成份的主要元素个数为a，痕量元素个数为b，则选择用于LIBS标定的标准样品个数为c，要求每个标准样品均包含所有的主要元素及痕量元素，且c大于a与b的和；

2)在实验室模拟火星环境下，采用火星巡视车载LIBS探测系统，设定固定的激光器能量、探测距离及延迟时间探测参数，并对c个标准样品进行LIBS探测；以LIBS探测数据为基础，对每个主要元素选择一条代表谱线，构建c个标准样品主要元素的归一化光谱强度矩阵D；对每个痕量元素选择n条谱线构建c个标准样品痕量元素的b个归一化光谱强度矩阵E₁、E₂、…、E_b，其中n大于等于3；

3)在主要元素分析中，根据c个标准样品已知的主要元素含量，计算并构建标准样品主要元素的原子分数矩阵F；构建包含原子分数矩阵F、主要元素的归一化光谱强度矩阵D、回归矩阵H的超定矩阵方程，依据优化理论求解该超定矩阵方程，得到最优回归矩阵H_o；

4)在痕量元素分析中，根据c个标准样品已知的痕量元素含量，计算并构建标准样品痕量元素的原子分数向量G₁、G₂、…、G_b；结合步骤2)的b个归一化谱线强度矩阵E₁、E₂、…、E_b，对每种痕量元素得到n条归一化谱线强度与原子分数关系的拟合曲线；

5)在火星表面上，开启火星巡视车载LIBS探测系统，以与实验室相同的探测参数，得到火星表面土壤需测定目标主要元素的归一化LIBS光谱强度向量K，同时得到痕量元素的归一化LIBS光谱强度向量J₁、J₂、…、J_b；

6)将K与H_o相乘得到a个主要元素的原子分数，进而得到火星表面测定目标的主要元素的含量；

7)对每种痕量元素，结合步骤5)的光谱强度向量J₁、J₂、…、J_b及步骤4)的n条拟合曲线，可得n个原子分数值，求取这n个原子分数值的平均值，得到每种痕量元素的原子分数，进而得到火星表面测定目标的b个痕量元素的含量。