[发明专利]高能粒子探测器数据处理方法及系统

说明书

本发明提供了一种高能粒子探测器数据处理方法及系统。该方法包括：高能粒子探测器0级数据进行数据格式转换及参数校正，生成1级数据产品；生成2级数据产品；获得3级数据产品；生成4级数据产品。本发明提供的高能粒子探测器数据处理方法及系统能够将卫星上高能粒子探测器的原始探测数据进行处理，生成实际可用的数据产品。

技术领域

本发明涉及卫星遥感技术领域，特别是涉及一种高能粒子探测器数据处理方法及系统。

背景技术

“张衡一号”卫星是中国第一颗自主研制的地球物理场卫星，高能粒子探测器是卫星上搭载的八种载荷之一。“张衡一号”电磁卫星于2018年2 月2日成功发射，该卫星搭载的全球导航卫星系统无线电掩星(GRO)接收机具备了全球定位系统(GPS)卫星和北斗导航系统(BD)卫星的掩星观测功能。

由“张衡一号”向地面回传的各类载荷数据，由于是原始的空间探测数据，普遍存在着数据精度不高，数据异常频发的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高能粒子探测器数据处理方法及系统，能够将卫星上朗缪尔探针的原始探测数据进行处理，生成实际可用的数据产品。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高能粒子探测器数据处理方法，所述方法包括：高能粒子探测器下行的原始数据经过帧同步、解扰、纠错、去重、按时间排列得到原始二进制0级数据；将获取的0级数据首先进行十进制转换，然后根据定标参数进行粒子种类鉴别、能谱重建、能谱反演以及投掷角反演等，得到中间结果和最终的物理量，从而生成1级标准数据；从星务数据包中获取星下点位置信息，通过电磁场模型得到磁场数据，获取地震记录、空间天气指数等辅助信息，对应叠加至1级数据，生成2级标准数据；利用获取的当前轨道以及之前多个重访周期，生成时序分析产品作为3级标准数据；利用全球以及中国区域的当前轨道以及之前多个重访周期重访数据，生成空间产品数据，为4级标准数据；

其中，1级标准数据是对0级数据进行格式转换、能道转换、标定后得到的按时间排列的逐事例电子和质子能量、投掷角以及电子和质子固定时间分辨率通量、能谱和投掷角谱；2级标准数据是对1级数据进行坐标变换生成的带有地理和地磁坐标系、时间、位置和姿态信息的逐事例的电子和质子能量、投掷角以及电子和质子固定时间分辨率通量、能谱和投掷角谱； 3级标准数据是在2级数据的基础上，对电子和质子通量进行重采样生成全球范围及中国区域的重访轨道观测数据的时间序列产品，并标注地震及空间天气指数信息；4级标准数据是在2级数据基础上，生成全球范围和中国区域上空电子和质子通量的动态变化及其相对于背景场的变化幅度。

在一些实施方式中，1级数据产品包括：科学数据、图像产品和数据处理报告部分；2级产品主要包括：数据产品、图像产品和数据处理报告部分； 3级产品主要包括：数据产品、图像产品和数据处理报告部分；4级产品主要包括：数据产品、图像产品和数据处理报告部分。

在一些实施方式中，将获取的0级数据首先进行十进制转换，然后根据定标参数进行粒子种类鉴别、能谱重建、能谱反演以及投掷角反演等，得到中间结果和最终的物理量，从而生成1级标准数据，包括：高能段载荷的处理过程、低能断载荷的处理过程，及太阳X射线监测器的处理过程。

在一些实施方式中，高能段载荷的处理过程包括：读取去重操作之后的0级数据，根据载荷代号选取HEPP-H数据；通过工作模式选择高能段载荷科学数据；根据提取的科学数据的时间信息，提取科学数据相关状态，进一步计算每一项的工作状态，判定载荷的每一项工作状态是否在上下限的范围之内，以此判定科学数据的可信性；以物理量的快速处理方式，进行能谱构建以及初步判定；利用死时间修正公式计算当前秒实际入射总事例数，输入经过能量重建和粒子鉴别之后的探测能谱；进行粒子种类的进一步鉴别；利用能量响应矩阵对探测电子谱和探测质子谱进行反卷积运算；利用高能段载荷的硅条探测器对粒子入射方向进行判定。