[發(fā)明專利]一種中軌道衛(wèi)星高能電子能譜數(shù)據(jù)的獲取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011249443.6
• 申請(qǐng)日: 2020-11-10
• 公開（公告）號(hào): CN112363201B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛炳森;周顏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家衛(wèi)星氣象中心（國(guó)家空間天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警中心）
• 主分類號(hào): G01T1/36
• 分類號(hào): G01T1/36;G01T1/02
• 代理公司: 北京德崇智捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11467
• 代理人: 申星宇

本發(fā)明公開了一種中軌道衛(wèi)星高能電子能譜數(shù)據(jù)的獲取方法，包括采集地球同步軌道上能量大于2MeV的高能電子24小時(shí)積分通量；根據(jù)所述積分通量推算出對(duì)應(yīng)24小時(shí)中4次穿越的1MeV高能電子的最大微分通量；根據(jù)所述最大微分通量的極大值計(jì)算出高能電子的能譜。本發(fā)明能夠根據(jù)穩(wěn)定的地球同步軌道監(jiān)測(cè)到的高能電子通量數(shù)據(jù)，計(jì)算中軌道衛(wèi)星所穿越的外輻射帶核心區(qū)域的高能電子通量和能譜情況。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于中軌道衛(wèi)星高能電子能譜數(shù)據(jù)領(lǐng)域，具體涉及一種中軌道衛(wèi)星高能電子能譜數(shù)據(jù)的獲取方法。

背景技術(shù)

中軌道(MEO)是指高度20000公里左右的衛(wèi)星軌道，是大多數(shù)全球?qū)Ш叫l(wèi)星的運(yùn)行軌道，中軌道的高度正是地球外輻射帶中心的高度，中軌道穿過的赤道區(qū)域正是外輻射帶的中心區(qū)域，高能電子能夠穿過衛(wèi)星的防護(hù)層沉積在衛(wèi)星內(nèi)部介質(zhì)，會(huì)引起深層充電效應(yīng)，嚴(yán)重時(shí)能夠造成衛(wèi)星異常甚至故障。

要對(duì)不同防護(hù)厚度下的材料的深層充電效應(yīng)的嚴(yán)重程度進(jìn)行估算，就需要準(zhǔn)確地了解衛(wèi)星軌道上最惡劣高能電子環(huán)境，即惡劣的高能電子能譜。但并非所有中軌道衛(wèi)星都配備高能電子監(jiān)測(cè)設(shè)備，因此需要通過相關(guān)要素的連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)中軌道的惡劣高能電子環(huán)境進(jìn)行反演，因此及時(shí)掌握中軌道衛(wèi)星的高能電子沿軌的通量和能譜是保障衛(wèi)星空間環(huán)境安全的重要一環(huán)，但由于多數(shù)中軌道衛(wèi)星沒有搭載高能電子探測(cè)設(shè)備，而且高能電子探測(cè)數(shù)據(jù)不能實(shí)時(shí)下傳，造成衛(wèi)星管理機(jī)構(gòu)不能及時(shí)掌握衛(wèi)星的高能電子環(huán)境。因此需要一種中軌道衛(wèi)星高能電子能譜數(shù)據(jù)的獲取方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種中軌道衛(wèi)星高能電子能譜數(shù)據(jù)的獲取方法。

本發(fā)明所述步驟如下：

步驟1：采集地球同步軌道上能量大于2MeV的高能電子24小時(shí)積分通量；

步驟2：根據(jù)所述積分通量推算出對(duì)應(yīng)24小時(shí)中4次穿越的1MeV高能電子的最大微分通量；

步驟3：根據(jù)所述最大微分通量的極大值計(jì)算出高能電子的能譜并計(jì)算所述高能電子對(duì)數(shù)相對(duì)誤差。

進(jìn)一步地，相同24小時(shí)時(shí)間段內(nèi)中軌道衛(wèi)星穿越外輻射帶核心區(qū)域過程中1MeV的高能電子的微分通量可表示為：

f_m1＝1.7×10⁶+3.75×10⁶×(log₁₀F_G-6.845) (1)

式中fm1為中軌道1MeV高能電子微分通量，單位是cm^-2s^-1sr^-1MeV^-1；FG為地球同步軌道最近24小時(shí)能量大于2MeV的高能電子的積分通量，單位是cm^-2sr^-1。

進(jìn)一步地，1MeV的高能電子的微分通量的公式可表示為：

f_m(E)＝10^{-1.11(E-1)+lg}(f_m1)

(2)

式中fm(E)表示能量為E的高能電子微分通量，單位是cm^-2s^-1sr^-1MeV^-1；E表示高能電子能量，單位是MeV。

進(jìn)一步地，計(jì)算中軌道1MeV高能電子通量的對(duì)數(shù)相對(duì)誤差的公式為：

式中f₀為監(jiān)測(cè)值，f_c為計(jì)算值。得到該日中軌道1MeV高能電子通量最大值的計(jì)算值的對(duì)數(shù)相對(duì)誤差為2.89％。