[發明專利]一種智能化太陽耀斑數據觀測方法

有效

• 申請號: 201010185894.8
• 申請日: 2010-05-28
• 公開（公告）號: CN101872104A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: 林佳本;鄧元勇;胡柯良;郭娟
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家天文臺
• 主分類號: G03B7/00
• 分類號: G03B7/00;H04N5/225
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 程殿軍

技術領域

本發明涉及天文觀測領域的太陽物理研究技術，尤其涉及一種智能化太陽耀斑數據觀測方法。

背景技術

太陽耀斑、暗條爆發、日冕物質拋射(CME)是日面上的三類劇烈活動現象，對它們的研究不但能夠幫助太陽物理學家更好的理解太陽物理，而且對與國計民生息息相關的空間天氣預報有著重要意義。太陽耀斑是在太陽色球層次(Hα波段)觀測到的一類劇烈活動現象，它的觀測特點一般是具有閃相/爆發相和持續相兩個階段。其中，太陽耀斑亮度迅速增大期稱為閃相，而耀斑面積迅速增大期稱為爆發相。每個太陽耀斑初始階段都有閃相，但不一定有暴發相。在閃相/爆發相階段太陽耀斑的發展變化非常快，亮度可增加幾倍到幾十倍，面積迅速擴大，持續時間一般為幾秒到幾分鐘；持續相則是在耀斑達到最大亮度和面積之后保持時間長達幾十分鐘甚至幾個小時的一個階段。

太陽耀斑爆發相的快速演化過程是太陽物理研究領域的熱點問題之一，太陽物理研究表明，太陽耀斑爆發能量的來源是太陽磁場，而究竟是什么因素觸發了太陽磁場能量的釋放，至今仍然停留在模型研究階段，目前還沒有明確的答案。太陽物理學家們認為在太陽耀斑的爆發相階段可能隱藏著其觸發機制的蛛絲馬跡。而為了對太陽耀斑爆發相的快速演化過程進行研究，就需要對太陽耀斑發生時刻的太陽圖像等關鍵信息進行采集和記錄。

現有常規觀測方法通常由觀測員進行人工采集操作，一般每5分鐘采集一張圖像，如果觀測員看到有耀斑發生，也可更換采集模式——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處：其一、由于人工操作的圖像采集速度比較慢，獲得數據的時間分辨率比較低；其二、人工判斷不準確，可能錯過耀斑爆發時間，導致數據采集不全面；其三、由于沒有曝光時間自動控制，隨著耀斑的增強CCD采集到的數據會出現溢出，從而無法看到耀斑核區的關鍵信息。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種智能化太陽耀斑數據觀測方法，用以自動跟蹤和判別太陽耀斑的爆發，并自動調節曝光時間和采集速度，提高觀測數據的時間和空間分辨率，實現無人值守觀測。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種智能化太陽耀斑數據觀測方法，該方法包括如下步驟：

A、開啟太陽耀斑觀測系統，定時采集獲取到的太陽圖像數據，并保存在內存中；

B、判斷太陽耀斑是否爆發，若有耀斑爆發，則執行步驟C；若無耀斑爆發，則執行步驟D；

C、自動調整預設的曝光時間，同時調整數據采集模式，采集太陽耀斑數據，然后執行步驟E；

D、采用常規觀測方法采集獲取的太陽圖像數據，然后執行步驟E；

E、將太陽耀斑觀測系統所采集的耀斑數據或太陽圖像數據保存在硬盤中。

其中，步驟A所述定時采集的時間間隔能夠預設或根據判斷耀斑是否爆發的結果進行更改。

所述判斷耀斑是否爆發的具體過程為：對太陽耀斑觀測系統所采集的太陽圖像CCD數據進行分析，根據CCD數據中飽和像素數目超過靶面面積的比例，將太陽耀斑分為低、中、高三個等級；當CCD數據中飽和像素數目超過預設的中等或以上耀斑等級時，則認為耀斑爆發；反之，則認為無耀斑爆發。

所述CCD數據中飽和像素為近飽和像素，所述近飽和像素為留有余量的接近飽和亮度值的像素。

所述太陽耀斑分為低、中、高三個等級的依據為：飽和像素數目低于靶面面積的百分之一時，對應低等；高于百分之一則為中等；高于百分之三十時對應為高等。

步驟C所述自動調整預設的曝光時間的過程為：當判斷有耀斑爆發時，則降低采集圖像的時間間隔，以及時準確捕捉到耀斑爆發過程；當無耀斑爆發時間超過一定時長時，則增加采集圖像的時間間隔，以降低系統負荷和減少無用文件的存儲。

步驟C所述調整數據采集模式的過程為：當判斷有耀斑爆發時，則啟動快速數據采集模式，調動系統資源以適應高速采集和存儲數據的工作方式；當無耀斑爆發時間超過一定時長時，則恢復常態數據采集模式。

本發明所提供的智能化太陽耀斑數據觀測方法，具有以下優點：