地球等离子体层CT三维成像方法和仿真实验结果

【作者】 李亮； 陈志强； 徐荣栏； 郑杰； 金鑫； 康克军；

【机构】 清华大学工程物理系； 中国科学院空间科学与应用研究中心；

【摘要】 地球等离子体层是在地球周围几个地球半径(Re)范围内存在的稠密的、能量约为1eV的带电粒子(主要成份是质子和电子)组成的环状空间区域,是近地空间带电粒子的主要组成部分。通过卫星遥感观测地球等离子体层极紫外(EUV)辐射可以获得全球等离子体层的二维分布图像,但该图像是等离子体层在观测方向上的累加图像,只能反应出等离子体层的柱密度分布。本课题组提出了利用CT(ComputedTomography)方法通过卫星在不同位置处观测到的EUV投影图像重建得到等离子体层的三维密度分布的课题。本文利用等离子体层数学模型,参照美国IMAGE卫星的轨道运行参数进行了数值模拟仿真实验,由模拟的EUV投影数据,使用锥束ART算法重建出了地球等离子体层三维空间分布;同时,提出了解决有限角度问题和地球遮挡问题的方法。最后,对利用CT方法进行等离子体层三维成像课题做了阶段性总结,并对后续问题和研究内容做了展望。更多还原