[发明专利]一种基于可调谐滤光器成像观测的太阳大气视向速度场测量方法

权利要求书

1.一种基于可调谐滤光器成像观测的太阳大气视向速度场测量方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

(1)对可调谐滤光器透过率特征进行定标，获得多偏带位置的仪器修正系数；

(2)在望远镜后端高阶共轭太阳自适应光学系统之后加入多通道成像系统，使用其中可调谐滤光器成像通道进行观测，选取日面中心附近活动区为观测目标，在选取的太阳大气特征谱线扫描光谱范围内选取合适位置、合适数量的偏带，对目标进行多偏带观测，用CCD对成像数据进行采集，每个偏带采集多帧原始数据，用于降低随机误差；

(3)完成数据采集后，对多偏带的多帧观测结果作多帧平均处理，并进行平、暗场预处理；

(4)选取处理后多偏带观测结果中较宁静的区域，在该区域内分别对各个偏带观测图像计算观测光强的平均值，以偏带波长相对于中心波长的波长偏移量为x轴、以平均光强为y轴获得多偏带扫描的近似光谱轮廓线即光强曲线，将观测所得光强曲线以能量为归一化标准，将观测光强曲线归一化到所选取的太阳大气标准谱线的光强范围，计算归一化系数，并与标准谱线进行比较，验证观测的准确性；用计算所得归一化系数r去乘多偏带成像观测结果，得到光强值范围修正后的成像观测结果；

(5)对修正后二维成像图像中每个点绘制光强曲线，采用判据找到多偏带观测光强曲线中由于活动区谱线在偏带的发射或吸收的跳跃点，其中I_k-1、I_k+1分别是与I_k相邻的前一个偏带位置和后一个偏带位置对应的光强值；剔除这类间断点，并在间断点对应波长处插入新值，得到修正后的谱线；

(6)计算修正后所得光强曲线的质心对应得波长坐标即质心x轴坐标，利用多普勒效应得到的波长偏移量与速度的换算关系，计算得到多普勒速度。

2.根据权利要求1所述一种基于可调谐滤光器成像观测的太阳大气视向速度场测量方法，其特征在于：使用了透过中心波长可调谐的滤光器成像装置，这类可调谐滤光器可以在一定光谱范围内进行光谱扫描成像观测，获得光谱范围内多个位置的二维观测数据。

3.根据权利要求1所述一种基于可调谐滤光器成像观测的太阳大气视向速度场测量方法，其特征在于：可调谐滤光器最大调谐步长为观测谱线线宽的1/2，保证在谱线吸收峰内至少采集三个偏带观测数据，通过改变调谐步长和偏带采集数量可以平衡时间分辨率、低速测量误差、速度动态范围之间对偏带观测需求的矛盾。

4.根据权利要求1所述一种基于可调谐滤光器成像观测的太阳大气视向速度场测量方法，其特征在于：可调谐滤光器工作的光谱范围至少为观测谱线中心波长左右各一个谱线宽度的范围，宁静区观测时可以采集到较完整的谱线轮廓数据。

5.根据权利要求1所述一种基于可调谐滤光器成像观测的太阳大气视向速度场测量方法，其特征在于：对找到的观测谱线不平滑的位置进行插值修正，尽可能保证观测谱线轮廓接近平滑的宁静区轮廓，使通过质心计算出的波长偏移量是由多普勒效应引起的频移量。