[发明专利]一种定量计算光学观测光污染的方法

权利要求书

1.一种定量计算光学观测光污染的方法，其特征在于，包括：

建立黄道光信号量仿真模型、气辉信号量仿真模型、银河系光信号量仿真模型以及大气散射光信号量仿真模型；

利用光学望远镜进行实际夜天光观测，得到观测的夜天光亮度，根据观测的夜天光亮度计算得到夜天光观测信号量；

根据光学望远镜的观测指向以及性能参数，考虑大气消光的影响，利用所建立的黄道光信号量仿真模型仿真计算得到黄道光信号量，利用所建立的气辉信号量仿真模型仿真计算得到气辉信号量，利用所建立的银河系光信号量仿真模型仿真计算得到银河系光信号量，利用所建立的大气散射光信号量仿真模型仿真计算得到大气散射光信号量；

根据得到的黄道光信号量、气辉信号量、银河系光信号量以及大气散射光信号量，求和计算得到夜天光信号量；

将采用光学望远镜得到的夜天光观测信号量与仿真计算得到的夜天光信号量做差，计算得到光污染观测信号量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据观测的夜天光亮度得到夜天光观测信号量的公式，具体为：

式中：M_sky为观测的夜天光亮度；S_sky为夜天光观测信号量；Q_ek为光学望远镜透过率和量子效率的乘积；D为光学望远镜的口径；t_int为曝光时间；FOV_sca为单个像素的视场。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，光学望远镜的性能参数包括：口径、视场、量子效率。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用所建立的黄道光信号量仿真模型计算得到黄道光信号量，具体包括：

将光学望远镜的观测指向的坐标转换到黄道坐标系；

根据转换的黄道坐标系，利用线性插值法在黄道光信号查询表中查询转换的黄道坐标系对应的黄道光信号值；

根据查询得到的黄道光信号值，仿真计算得到黄道光信号量。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，仿真计算得到黄道光信号量的公式，具体为：

式中：S_zod为仿真得到的黄道光信号量；Spec0(λ)为0等星的光谱数据；H_zod为根据黄道光信号查询表查询得到的黄道光信号值；QE(λ)为量子效率；AtmExt(λ)为大气消光的影响；λ为波长；h为普朗克常数；c为光速。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述利用所建立的气辉信号量仿真模型仿真计算得到气辉信号量，具体包括：

根据采用的光学望远镜中滤光片的波长，利用线性插值法在气辉信号查询表中查询波长对应的气辉信号值；

根据查询得到的气辉信号值，仿真计算得到气辉信号量。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，仿真计算得到气辉信号量的公式，具体为：

式中：S_agl为仿真得到的气辉信号量；Z_LOS为天顶角；Airg(λ)为根据气辉信号查询表查询得到的气辉信号值。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，利用所建立的银河系光信号量仿真模型仿真计算得到银河系光信号量的公式，具体为：

式中：S_gal为仿真得到的银河系光信号量；N_gal为银河系光除太阳外的恒星的信号量总量。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，利用所建立的大气散射光信号量仿真模型仿真计算得到大气散射光信号量的公式，具体为：

式中：S_SA为仿真得到的大气散射光信号量；F_SA(0.55μm)为太阳光谱在波长0.55μm处的一个通量；E_S为太阳常数；f_corr为修正因子。