[發明專利]一種基于可調諧濾光器成像觀測的太陽大氣視向速度場測量方法

有效

• 申請號: 201810207771.6
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN108490214B
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發明（設計）人: 饒長輝;王佳;劉洋毅
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G01P5/26
• 分類號: G01P5/26;G01S17/58
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于可調諧濾光器成像觀測的太陽大氣視向速度場測量方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：

(1)對可調諧濾光器透過率特征進行定標，獲得多偏帶位置的儀器修正系數；

(2)在望遠鏡后端高階共軛太陽自適應光學系統之后加入多通道成像系統，使用其中可調諧濾光器成像通道進行觀測，選取日面中心附近活動區為觀測目標，在選取的太陽大氣特征譜線掃描光譜范圍內選取合適位置、合適數量的偏帶，對目標進行多偏帶觀測，用CCD對成像數據進行采集，每個偏帶采集多幀原始數據，用于降低隨機誤差；

(3)完成數據采集后，對多偏帶的多幀觀測結果作多幀平均處理，并進行平、暗場預處理；

(4)選取處理后多偏帶觀測結果中較寧靜的區域，在該區域內分別對各個偏帶觀測圖像計算觀測光強的平均值，以偏帶波長相對于中心波長的波長偏移量為x軸、以平均光強為y軸獲得多偏帶掃描的近似光譜輪廓線即光強曲線，將觀測所得光強曲線以能量為歸一化標準，將觀測光強曲線歸一化到所選取的太陽大氣標準譜線的光強范圍，計算歸一化系數，并與標準譜線進行比較，驗證觀測的準確性；用計算所得歸一化系數r去乘多偏帶成像觀測結果，得到光強值范圍修正后的成像觀測結果；

(5)對修正后二維成像圖像中每個點繪制光強曲線，采用判據找到多偏帶觀測光強曲線中由于活動區譜線在偏帶的發射或吸收的跳躍點，其中I_k-1、I_k+1分別是與I_k相鄰的前一個偏帶位置和后一個偏帶位置對應的光強值；剔除這類間斷點，并在間斷點對應波長處插入新值，得到修正后的譜線；

(6)計算修正后所得光強曲線的質心對應得波長坐標即質心x軸坐標，利用多普勒效應得到的波長偏移量與速度的換算關系，計算得到多普勒速度。

2.根據權利要求1所述一種基于可調諧濾光器成像觀測的太陽大氣視向速度場測量方法，其特征在于：使用了透過中心波長可調諧的濾光器成像裝置，這類可調諧濾光器可以在一定光譜范圍內進行光譜掃描成像觀測，獲得光譜范圍內多個位置的二維觀測數據。

3.根據權利要求1所述一種基于可調諧濾光器成像觀測的太陽大氣視向速度場測量方法，其特征在于：可調諧濾光器最大調諧步長為觀測譜線線寬的1/2，保證在譜線吸收峰內至少采集三個偏帶觀測數據，通過改變調諧步長和偏帶采集數量可以平衡時間分辨率、低速測量誤差、速度動態范圍之間對偏帶觀測需求的矛盾。

4.根據權利要求1所述一種基于可調諧濾光器成像觀測的太陽大氣視向速度場測量方法，其特征在于：可調諧濾光器工作的光譜范圍至少為觀測譜線中心波長左右各一個譜線寬度的范圍，寧靜區觀測時可以采集到較完整的譜線輪廓數據。

5.根據權利要求1所述一種基于可調諧濾光器成像觀測的太陽大氣視向速度場測量方法，其特征在于：對找到的觀測譜線不平滑的位置進行插值修正，盡可能保證觀測譜線輪廓接近平滑的寧靜區輪廓，使通過質心計算出的波長偏移量是由多普勒效應引起的頻移量。