[发明专利]基于恒星辐射光谱及通量的全天空成像仪辐射定标方法

说明书

本发明实施例公开了一种基于恒星辐射光谱及通量的全天空成像仪辐射定标方法。该辐射定标方法包括：选取全天空图像中的目标恒星后确定在极光观测站处全天空图像时刻所述目标恒星对应的天顶角，并根据天顶角获取在极光观测谱线上目标恒星对应的天顶角处的大气透射率；计算得到目标恒星在极光观测谱线上的光子辐射通量以及目标恒星对应的第一立体角，并根据光子辐射通量和第一立体角确定目标恒星的恒星辐射亮度；确定目标恒星对应的探测器输出信号值，并根据探测器输出信号值、大气透射率和恒星辐射亮度确定全天空成像仪的辐射系数。本发明实施例的技术方案，以实现不受地域局限快速准确对全天空成像仪进行辐射定标，全天空成像仪辐射定标更加灵活。

技术领域

本发明实施例涉及辐射定标技术领域，尤其涉及一种基于恒星辐射光谱及通量的全天空成像仪辐射定标方法。

背景技术

全天空成像仪是一种重要的地基空间环境光学观测设备，对全天空成像仪进行辐射参数定标，能够获取全天空图像中极光结构在不同观测谱线上的真实激发强度，这既是对比不同观测设备数据中极光激发强度的前提，也是定量研究相关物理过程以及机制的基础。

全天空成像仪在出厂前，主要是通过实验室的定标实验对全天空成像仪的“辐射强度-图像数值”的辐射参数进行定标，而在全天空成像仪的长期使用过程中，由于仪器设备的维护和部件性能的老化等原因，原有的光学性能、探测器增益和偏置等性能将会发生不同程度的变化。因此，为了保证观测数据质量，则需要定期对全天空成像仪重新进行辐射定标。目前，全天空成像仪的辐射定标都是在光学实验室中进行的，使用的定标源是积分球、钨丝灯和朗伯平面等人造辐射源，对于安装在野外观测站点(比如南北极地区)的全天空极光成像仪而言，受站点条件的限制，在实验室重新定标非常困难。

发明内容

本发明实施例提供一种基于恒星辐射光谱及通量的全天空成像仪辐射定标方法，以实现不受地域局限快速准确对全天空成像仪进行辐射定标，全天空成像仪辐射定标更加灵活。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于恒星辐射光谱及通量的全天空成像仪辐射定标方法，该辐射定标方法包括：

选取全天空图像中的目标恒星后确定在极光观测站处全天空图像时刻所述目标恒星对应的天顶角，并根据所述天顶角获取在极光观测谱线上所述目标恒星对应的所述天顶角处的大气透射率；

计算得到所述目标恒星在所述极光观测谱线上的光子辐射通量以及所述目标恒星对应的第一立体角，并根据所述光子辐射通量和所述第一立体角确定所述目标恒星的恒星辐射亮度；

确定所述目标恒星对应的探测器输出信号值，并根据所述探测器输出信号值、所述大气透射率和所述恒星辐射亮度确定全天空成像仪的辐射系数。

第二方面，本发明实施例还提供了一种基于恒星辐射光谱及通量的全天空成像仪辐射定标装置，该辐射定标装置包括：

大气透射率获取模块，用于选取全天空图像中的目标恒星后确定在极光观测站处全天空图像时刻所述目标恒星对应的天顶角，并根据所述天顶角获取在极光观测谱线上所述目标恒星对应的所述天顶角处的大气透射率；

恒星辐射亮度确定模块，用于计算得到所述目标恒星在所述极光观测谱线上的光子辐射通量以及所述目标恒星对应的第一立体角，并根据所述光子辐射通量和所述第一立体角确定所述目标恒星的恒星辐射亮度；

辐射定标模块，用于确定所述目标恒星对应的探测器输出信号值，并根据所述探测器输出信号值、所述大气透射率和所述恒星辐射亮度确定全天空成像仪的辐射系数。

第三方面，本发明实施例还提供了一种全天空成像仪，该全天空成像仪包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储多个程序，