一种局部天区大气透明度获取方法技术

本发明专利技术属于地基光电观测领域，公开了一种局部天区大气透明度获取方法，方法包括以下步骤：晴朗无云的夜晚获取标准亮度已知的恒星的亮度测量值；计算获取望远镜的定标参数；日常观测时获取局部天区恒星亮度测量值；计算局部天区大气透明度。本方法克服了随时间和空间变化的大气透明度难以测量的不足，提出了利用小口径望远镜获取局部天区的大气透明度，为同一观测站的望远镜的定标和曝光时间计算提供依据。本发明专利技术能够快速推广至地基光学观测站，为观测站提供局部天区大气透明度信息。

A method for obtaining atmospheric transparency in local area

The invention belongs to the field of photoelectricity observation in the foundation, and discloses a method of obtaining the atmospheric transparency in the local sky area. The method includes the following steps: obtaining the measured value of the luminance of the star known by the standard brightness at a clear and cloudless night; calculating the calibration parameters of the telescope; obtaining the measured value of the star brightness in the local sky area during the daily observation; Calculation of atmospheric transparency in the local area. This method overcomes the inadequacy of the measurement of atmospheric transparency with time and space, and proposes the use of small aperture telescopes to obtain atmospheric transparency in the local area, which provides the basis for the calibration and exposure time calculation of the telescope at the same observation station. The invention can be rapidly extended to ground-based optical observation stations, and provides information on atmospheric transparency in local areas for observation stations.

【技术实现步骤摘要】
一种局部天区大气透明度获取方法
本专利技术属于地基光电观测领域，涉及一种局部天区大气透明度获取方法。
技术介绍
大气透明度是天文观测中的一个重要指标，表征大气对光的衰减作用。目前大气透明度的测量方法一般要求在标准大气模型下进行。然而，标准大气模型仅在极少数的晴朗无云夜晚可以使用。在通常的观测情况下，标准大气模型并不适用，大气透明度随着天区和时间变化。因此，局部天区大气透明度的获取方法的提出可以使用与更多的天气条件，并可给出不同时间和天区的大气透明度变化。
技术实现思路
技术问题有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题是：在非晴朗无云的夜晚，获取局部天区的大气透明度。解决方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种局部天区大气透明度获取方法。所述方法利用一台小口径望远镜对局部天区进行观测，获取视场内恒星的亮度测量值与标称值，并利用前期在晴朗无云夜晚测量的望远镜定标参数，计算获得当前时刻局部天区的大气透明度。所述方法包括以下步骤：步骤一：标准恒星亮度测量值获取步骤：在晴朗无云的夜晚，利用望远镜观测一批标准亮度已知的恒星，获取其亮度测量值；步骤二：望远镜定标参数计算步骤：从标准星表中获取测量恒星的亮度标称值，计算获得望远镜定标参数；步骤三：局部天区恒星亮度测量值获取步骤：在平时观测的晚上，利用同一望远镜观测局部天区，获取视场内多颗恒星亮度测量值；步骤四：局部天区大气透明度计算步骤：从标准星表中获取测量恒星的亮度标称值，利用步骤二中计算获得的定标参数，获取当前时刻局部天区的大气透明度。进一步，所述标准恒星亮度测量值获取步骤包括以下子步骤：子步骤A：在晴朗无云的夜晚，根据望远镜所处地理经纬度和时间，计算待观测的标准恒星；子步骤B：控制望远镜指向和拍摄待观测标准星，获取标准星观测图像；子步骤C：按照天文测光的标准步骤，获取标准星的亮度测量值。进一步，所述望远镜定标参数计算步骤包括以下子步骤：子步骤D：从天文标准星表中获取标准恒星的亮度标称值；子步骤E：计算拍摄流量标准星的天顶角，从而计算出大气质量；子步骤F：拟合消光方程，获得望远镜的定标参数。进一步，所述局部天区恒星亮度测量值获取步骤包括以下子步骤：子步骤G：将望远镜指向待测局部天区，获取局部天区观测图像；子步骤H：按照天文测光的标准步骤，获取待测局部天区恒星的亮度测量值。进一步，所述局部天区大气透明度计算步骤包括以下子步骤：子步骤I：从天文标准星表中获取待测局部天区内恒星的亮度标称值；子步骤J：计算拍摄局部天区的天顶角，从而计算出大气质量；子步骤K：根据获得的望远镜定标参数，根据获得的望远镜定标参数，带入以下公式中求出消光系数K1，K1＝(M-m-Zeropoint)/A，式中：M为星表星等，m为仪器星等，K1为主消光系数，A为大气质量，Zeropoint为测量望远镜的零点。本专利技术的有益效果是：由于采用上述技术方案，本专利技术利用小口径望远镜获取局部天区的大气透明度，为同一观测站的望远镜的定标和曝光时间计算提供依据。本专利技术能够快速推广至地基光学观测站，为观测站提供局部天区大气透明度信息在非晴朗无云的夜晚，获取局部天区的大气透明度，克服大气透明度随时间和空间的变化。附图说明图1为本专利技术的用于一种局部天区大气透明度获取方法的流程框图。图2为本专利技术中获取标准星的亮度测量值采用的出孔径测光原理示意图。具体实施方式以下将参照附图详细说明本专利技术的示例性实施方式。本专利技术的用于一种局部天区大气透明度获取方法针对局部天区大气透明度进行获取。标准恒星亮度测量值获取是计算望远镜定标参数基础，通过获取局部天区恒星亮度测量值计算局部天区大气透明度。如图1所示，本专利技术一种局部天区大气透明度获取方法，该判定方法包括4个步骤：标准恒星亮度测量值获取步骤，望远镜定标参数计算步骤，局部天区恒星亮度测量值获取步骤，局部天区大气透明度计算步骤。以下，将分别对图1所示的这4个步骤进行详细说明。步骤一：标准恒星亮度测量值获取步骤。所述标准恒星亮度测量值获取步骤包括以下子步骤：子步骤A：在晴朗无云的夜晚，根据望远镜所处地理经纬度和时间，计算待观测的标准恒星；子步骤B：控制望远镜指向和拍摄待观测标准星，获取标准星观测图像；子步骤C：按照天文测光的标准步骤，获取标准星的亮度测量值。天文学中常用的测光方式是孔径测光，孔径测光的原理如图2所示。孔径测光是指对于一幅CCD图像上的目标星像，选用一定的孔径为半径画圆，统计该圆内的所有流量，减去天光背景后可以得到目标星的净流量，然后由得到的净流量计算仪器星等m。如图2所示，R1为计算目标星流量所选取的半径，半径R2的圆到Width外部的圆所组成的圆环用来计算天光背景。圆内所有像元流量的平均值为背景天光Msky，R1圆内包含的总像元数为面积Area，面积内所有流量的和为总流量Sum，则净流量Flux为：F1ux＝Sum-Area*Msky，仪器星等m根据以下公式求出：式中：Zmag为测光零点，IRAF里默认设置为25，用户可以根据仪器的特点自己设置，但对较差测光则无所谓。Itime是在IRAF里面默认为1，如果需要归算到单位时间内的流量则将Itime设置为曝光时间即可。步骤二：望远镜定标参数步骤。所述望远镜定标参数步骤包括以下子步骤：子步骤D：从天文标准星表中获取标准恒星的亮度标称值M；子步骤E：计算拍摄流量标准星的天顶角，从而计算出大气质量；大气质量A在天顶角z小于60度时可以用如下公式表示：A＝secZ对于更大天顶角，需要使用如下公式：A＝secZ-0.0018167(secZ-1)-0.002875(secZ-1)2-0.0008083(secZ-1)3上述公式适用到天顶角小于85度。子步骤F：根据消光方程，获得望远镜的定标参数。M-m＝Zeropoint+KA，式中：M为星表星等，m为仪器星等，K为主消光系数，A为大气质量，Zeropoint为望远镜的零点。步骤三：局部天区恒星亮度测量值获取步骤。所述局部天区恒星亮度测量值获取步骤包括以下子步骤：子步骤G：将望远镜指向待测局部天区，获取局部天区观测图像；子步骤H：按照天文测光的标准步骤，获取待测局部天区恒星的亮度测量值。同子步骤C获取仪器星等m。步骤四：局部天区大气透明度计算步骤。所述局部天区大气透明度计算步骤包括以下子步骤：子步骤I：从天文标准星表中获取待测局部天区内恒星的亮度标称值，同子步骤D；子步骤J：计算拍摄局部天区的天顶角，从而计算出大气质量，同子步骤E；子步骤K：根据子步骤F中获得的望远镜定标参数，计算大气透明度。根据子步骤F得到的简化消光方程：M-m＝Zeropoint+KA，由子步骤H可以得到仪器星等m，由子步骤I可以得到星表星等M，由子步骤J可以得到大气质量A，由子步骤E中的Zeropoint公式得到望远镜零点Zeropoint，这样就可以得到主消光系数K1：K1＝(M-m-Zeropoint)/A，式中：M为星表星等，m为仪器星等，K1为主消光系数，A为大气质量，Zeropoint为测量望远镜的零点。根据得到的K1，求出K1的平均值和方差，以平均值反应大气透明度，以方差反应大气透明度的测量质量。实施例：一种局部天区大气透明度获取方法，该方法具体包括以下步骤：步骤一：标准恒星亮度测量值获取步骤：步骤A：在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种局部天区大气透明度获取方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：标准恒星亮度测量值获取步骤：在晴朗无云的夜晚，利用望远镜观测一批标准亮度已知的恒星，获取其亮度测量值；望远镜定标参数计算步骤：从标准星表中获取测量恒星的星表星等M，获得望远镜的定标参数；局部天区恒星亮度测量值获取步骤：利用同一望远镜观测待测局部天区，获取视场内多颗恒星亮度测量值；局部天区大气透明度计算步骤：从标准星表中获取测量恒星的星表星等M，利用望远镜定标参数计算步骤中计算获得的定标参数，求出消光系数K1；根据得到消光系数K1的值，求出消光系数K1的平均值和方差，以平均值表示为大气透明度，以方差表示大气透明度的测量质量获取当前时刻局部天区的大气透明度。

【技术特征摘要】
1.一种局部天区大气透明度获取方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：标准恒星亮度测量值获取步骤：在晴朗无云的夜晚，利用望远镜观测一批标准亮度已知的恒星，获取其亮度测量值；望远镜定标参数计算步骤：从标准星表中获取测量恒星的星表星等M，获得望远镜的定标参数；局部天区恒星亮度测量值获取步骤：利用同一望远镜观测待测局部天区，获取视场内多颗恒星亮度测量值；局部天区大气透明度计算步骤：从标准星表中获取测量恒星的星表星等M，利用望远镜定标参数计算步骤中计算获得的定标参数，求出消光系数K1；根据得到消光系数K1的值，求出消光系数K1的平均值和方差，以平均值表示为大气透明度，以方差表示大气透明度的测量质量获取当前时刻局部天区的大气透明度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标准恒星亮度测量值获取步骤包括以下子步骤：子步骤A：在晴朗无云的夜晚，根据望远镜所处地理经纬度和时间，计算待观测的标准恒星；子步骤B：控制望远镜指向和拍摄待观测标准星，获取观测区域内标准星观测图像；子步骤C：按照天文测光的标准步骤，获取观测区域内的标准星的亮度测量值。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛亮，卢晓猛，毛永娜，姜晓军，王建峰，徐小琴，兀颖，王汇娟，赵勇，邱鹏，
申请(专利权)人：中国科学院国家天文台，
类型：发明
国别省市：北京,11