随着人类航天活动的不断深入，空间环境与人类活动的联系越来越紧密。突发性空间环境极易造成灾害性空间事件，空间环境强烈地受太阳活动的影响和调制。太阳风和太阳耀斑是影响空间环境的两个重要因素。快速变化的太阳风如激波压缩地磁场可以引起磁暴等很多空间环境现象，太阳耀斑可以引起质子事件而威胁到航天器的安全。 地球时刻处于太阳风的包围之中，了解太阳风的变化特征对研究空间环境的变化有着重要的意义，太阳风的特征参数

　　分类号ＵＤＣ １ｒ ９０『１７１７密级—— 编号 中国科学院研究生院 硕士学位论文 申请学位级别垄堂亟专业名称窒间物垄 论文提交日期２ＱＱ生量且论文答辩日期２嫂生５且 培养单位 答辩委员会主席割拯送院摘要 摘要 随着人类航天活动的不断深入，空间环境与人类活动的联系越来越紧密。突 发性空间环境极易造成灾害性空间事件，空问环境强烈地受太阳活动的影响和调 制。太阳风和太阳耀斑是影响空间环境的两个重要因素。快速变化的太阳风如激 波压缩地磁场可以引起磁暴等很多空问环境现象，太阳耀斑可以引起质子事件而 威胁到航天器的安全。 地球时刻处于太阳风的包围之中，了解太阳风的变化特征对研究空间环境的 变化有着重要的意义，太阳风的特征参数包括：速度、温度和数密度。本文研究 了国外主流的几种太阳风探测仪的技术原理。太阳风探测仪按传感器的不同主要 分为两大类：静电分析仪类和法拉第杯类。静电分析仪类太阳风探测仪的主要传 感器是静电分析仪，利用电子倍增器或微通道板计数。通常静电分析仪结合飞行 时间系统还可以进行高精度的太阳风成分测量。法拉第杯类太阳风探测仪主要的 传感器是法拉第杯。两类探测仪采用不同的传感器，其优缺点也各不相同。这两 类太阳风探测仪都是通过测量太阳风粒子的Ｅ／Ｑ谱的空间分布来确定太阳风速 度、温度和数密度。它们共同的缺点是时间分辨率不够好，最好也在３０ｓ左右。 高时间分辨率对于探测快速变化太阳风（如激波）是必需的。中俄合作的太阳风 快速监测器采用的是完全不同于以前的测量方法，具有很高的时间分辨率（好于 ｌｓ）。它是通过一组６个法拉第杯的几乎同时的测量来获得太阳风的速度、温度 和数密度参数。本文给出了法拉第杯特性的模拟仿真结果和实验结果，以及太阳 风快速监测器的快速确定太阳风参数原理。这些为太阳风快速监测器的研制提供 了很好的依据。 质子事件是影响空间飞行器安全的一个非常重要的因素。质子事件通常是由 太阳质子耀斑引起，质子事件对航天器和航天员可能造成致命的影响。ＦＹ－２Ｃ卫 星的空间环境监测器可以通过太阳Ｘ射线流量和空间粒子流量的监测对质子事 件提出短期警报。要进行长期的警报需要从物理机制上了解质子耀斑和非质子耀 斑。温度和发射量是软ｘ射线波段表征耀斑活动区的重要物理量。本文利用 ＦＹ－２Ｃ卫星的太阳ｘ射线探测器的太阳ｘ射线流量来反演耀斑活动区的温度和 发射量的变化。具体做法是采用最小二乘拟合法对太阳ｘ射线探测器某几道数 据与理论计算值进行最ｄ－－乘拟合获得温度和发射量信息。本文给出了太阳ｘ 射线探测器详细的定标结果分析和反演前原始数据的处理方法，介绍了几种最小 二乘算法及其比较。本文详细给出了耀斑温度、发射量反演的方法、过程和结果。 反演的结果能很好的反映耀斑活动区等离子体的变化特征，为更深入的太阳物理 研究和长期空间天气预报提供了基础。 关键词：太阳风探测仪太阳风快速监测器时间分辨率 太阳Ｘ射线探测器 反演 ＩＩ Ａｂｓｔｒａｃｔ ＫｏＮＧ Ｌｉｎｇｇａｏ（ＳｐａｃｅＰｈｙｓｉｃｓ） Ｄｉｒｅｃｔｅｄ ＷＡＮＧｓｈｉｊｉｎ Ｔｈｅ ｓｐａｃｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｐｌａｙｓ ａｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅｉｎｈｕｍａｎｂｅｉｎｇｓ’ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｈｕｍａｎｂｅｉｎｇｓｇｏｄｅｅｐｅｒ ｏｕｔｅｒｓｐａｃｅ．Ｔｈｅ ｓｕｄｄｅｎ ｃｈａｎｇｉｎｇｓｐａｃｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｍａｙ ｃａｕｓｅ ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃ ｅｖｅｎｔｏｎ ｓｐａｃｅｃｒａｆｔｓｖｅｒｙｅａｓｉｌｙ． Ｔｈｅ ｓｐａｃｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｓａｌｍｏｓｔ ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｓｏｌａｒａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ．ＳｏｌａｒｗｉＩｌｄａｎｄｓｏｌａｒｆｌａｒｅａｒｅｔｈｅｔｗｏｍａｉｎｆａｃｔｏｒｓｔｏｉｎｆｌｕｅｎｃｅｔｈｅ ｓｐａｃｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｔｈｅｆａｓｔ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｓｏｌａｒｗｉｎｄ，ｆｏｒｅｘａｍｐｌｅ ｔｈｅｉｎｔｅｒｐｌａｎｅｔａｒｙｓｈｏｃｋ，ｃａｎ ｃａｕｓｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｔｏｒｍ ａｎｄｓｕｂ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｔｏｒｍ ｂｙｃｏｍｐｒｅｓｓｉｎｇ ｍａｇｎｅｔｏｓｐｈｅｒｅ．Ｔｈｅｓｏｌａｒｆｌａｒｅｓｃａｎ ｃａｕｓｅ ｐｒｏｔｏｎ ｅｖｅｎｔｓｗｈｉｃｈｃｏｕｌｄｄｏｈａｒｍｔｏｔｈｅ ｓｐａｃｅｃｒａｆｔ ｉｎｔｈｅｏｕｔｅｒ ｓｐａｃｅ． Ｔｈｅｅａｒｔｈｉｓ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｂｙｓｏｌａｒｗｉｎｄａ１１ｔｈｅｔｉｍｅ．Ｉｔ’ｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｓｏｌａｒｗｉｎｄａｎｄｉｔｓｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅ ｓｐａｃｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｔｈｅｓｏｌａｒｗｉｎｄｃａｎｂｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｍａｉｎｌｙｂｙ ｐａｐｅｒＩｄｏｓｏｍｅ ｓｔｕｄｙ ｏｎｓｅｖｅｒａｌｋｉｎｄｓｏｆｓｏｌａｒｗｉｎｄ ｄｅｔｅｃｔｏｒｓ．Ｕｐ ｔｏｎｏｖｎｔｈｅｒｅａｒｅｔｗｏｍａｉｎ ｋｉｎｄｓｏｆｓｏｌａｒｗｉｎｄｄｅｔｅｃｔｏｒｓｗｈｉｃｈｈａｖｅｂｅｅｎｓｅｎｔｉｎｔｏｔｈｅｏｕｔｅｒ ｓｐａｃｅ．Ａｂｏｕｔ廿ｌｅ ｆｉｒｓｔｋｉｎｄ．ｔｈｅｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｉｓａｎｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ａｎａｌｙｚｅｒ ａｎｄａｍｉｃｒｏｃｈａｎｎｅｌ ｐｌａｔｅ ｏｒａ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ＣｈａｎｎｅｌＥｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒｓ（ＣＥＭｓ）ｉｓ ａｌｓｏ ｅｑｕｉｐｐｅｄ．Ｓｏｍｅｔｉｍｅｓ，ａｎ ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ａｎａｌｙｚｅｒ ｃｏｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｔｉｍｅ－ｏｆ－ｆｌｉｇｈｔｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｇｅｔ Ｆａｒａｄａｙｃｕｐ．Ｔｈｅ ｔｗｏ ｋｉｎｄｓ ｄｅｔｅｃｔｏｒｓｈａｖｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ．Ｂｏｔｈｏｆｔｈｅｔｗｏｋｉｒｉｄｓｏｆｄｅｔｅｃｔｏｒｓｃａｎｏｂｔａｉｎｔｈｅ ｓｐｅｃｔｒａｌ ｉｏｎｓ．Ｔｈｅｎｔｈｅｖｅｔｏｃｉｔｙ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｅｎｓｉｔｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙＥ／Ｑ ｓｐｅｃｔｒａｌ．Ｔｈｅ ｃｏｍｍｏｎ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅ ｏｆｔｈｅｔｗｏｋｉｎｄｓｏｆｄｅｔｅｃｔｏｒｓｉｓ ｔｈａｔｔｈｅｔｉｍｅ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｉｓｎｏｔｖｅｒｙｈｉｇｈ．Ｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔ ｉｓａｂｏｕｔ３０ ｓｅｃｏｎｄｓ．Ｈｉｇｈｅｒ ｔｉｍｅｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｉｓ ｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｄｅｔｅｃｔｉｎｇｆａｓｔ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｓｏｌａｒｗｉｎｄ．ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ ｔｈｅｓｈｏｃｋ．１１１ｅＦａｓｔ ＳｏｌａｒＷｉｎｄＭｏｎｉｔｏｒ（ＦＳＷＭｌｗｈｉｃｈｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂｙ Ｃｈｉｎａａｎｄ Ｒｕｓｓｉａ，ａｄｏｐｔｓ ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙｄｉｆｉｅｒｅｎｔｍｅｔｈｏｄｔｏｄｅｔｅｃｔｔｈｅｓｏｌａｒｗｉｎｄｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏｔｈｅｏｔｈｅｒｋｉｎｄｓｏｆ ｓｏｌａｒｗｉｎｄｄｅｔｅｃｔｏｒｓ．Ｉｔ’ｓｔｉｍｅｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｉｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ１ ｓｅｃｏｎｄ．ＦＳＷＭｃａｎ ｇｉｖｅ ｆｉｖｅ ｓｏｌａｒｗｉｎｄ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｗｈｉｃｈａｒｅｖｅｌｏｃｉｔｙ（ｔｈｒｅｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ），ｄｅｎｓｉｔｙ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｖｉａａｌｍｏｓｔｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｏｆｓｉｘ Ｆａｒａｄａｙｃｕｐｓ．Ｔｈｅａｎｇｕｌａｒ ａｎｄｏｔｈｅｒ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＦａｒａｄａｙｃｕｐ ａｒｅｓｉｍｕＩａｔｅｄｉｎｔｈｉｓ ｐａｐｅｒａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓ ｃｏｍｐａｒｅｗｉｔｈｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｈｏｗｔｏ ｆａｓｔ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆｓｏｌａｒｗｉｎｄｉｓａｌｓｏ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｉｎｔ｝ｌｉｓ ＰａＤｅｒ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓｏｆ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｒｅｂｅｎｅｆｉｃｉａｌｔｏｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｔｈｅＦＳＷＭ． ＴｈｅＤｒｏｔｏｎｅｖｅｎｔｉｓａｎｏｔｈｅｒｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｆａｃｔｏｒｔｏｉｎｆｌｕｅｎｃｅｔｈｅ ｓｐａｃｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ． Ｐｒｏｔｏｎｅｖｅｎｔ，ｗｈｉｃｈｉｓｍａｉｎｌｙｃａｕｓｅｄｂｙ ｓｏｌａｒ ｐｒｏｔｏｎｆｌａｒｅ，ｃａｎｄｅｓｔｒｏｙ ｓｐａｃｅｃｒａｆｔｓ，ｓａｔｅｌｌｉｔｅｓａｎｄｋｉｌｌ ｔｌｌｅ ａｓｔｒｏｎａｕｔｓｉｎｔｈｅｏｕｔｅｒ ｓｐａｃｅ．Ｔｈｅｓｐａｃｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｍｏｎｉｔｏｒ ａｂｏａｒｄｏｎＦＹ－２Ｃｓａｔｅｌｌｉｔｅｃａｎ ｇｉｖｅ ｓｏｍｅａｌｅｒｔｓａｂｏｕｔ ｐｒｏｔｏｎ ｅｖｅｎｔｉｎａｓｈｏｒｔｔｉｍｅ ｂｅｆｏｒｅｔｈｅｐｒｏｔｏｎｅｖｅｎｔｏｃｃｕｒｒｉｎｇ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍａｋｅｌｏｎｇｔｉｍｅａｌｅｒｔｓ．ｔｏｓｔｕｄｙ ｅｒｕｐｔｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ．Ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｅｍｉｓｓｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｒｅｔｗｏｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆｓｏｌａｒ ａｃｔｉｖｉｔｙｒｅｇｉｏｎ ｉｎｔｈｅｓｏｆｔ ＩＩＩ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｘ—ｒａｙ ｂａｎｄ．Ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｅｍｉｓｓｉｏｎｍｅ删ｅｍｅｍｏｆｓｏｌａｒａｃｔｉｖｉｔｙ ｒｅｇｉｏｎｍａｙｐｒｅｓｅｎｔ ｓｏｍｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｓｏｌａｒｆｌａｒｅ．Ｔｈｅｓｏｌａｒ Ｘ—ｒａｙ ｄｅｔｅｃｔｏｒａｂｏａｒｄｏｎＦＹ－２ＣＣａｎ ｇｉｖｅ ｔｈｅＸ．ｒａｙ ｆｌｕｘｏｆｔｈｅｓｕｎａ１１ｔｈｅｔｉｍｅ．Ｉｎｔｈｉｓ ｐａｐｅｒＩｇｉｖｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｅｍｉｓｓｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｓｏｌａｒｆｌａｒｅｖｉａｓｏｍｅ ｃｈａｎｎｅｌｓｆｌｕｘｄａｔａｏｆｔｈｅｓｏｌａｒ Ｘ—ｒａｙｄｅｔｅｃｔｏｒ．ＴｈｅｍｅｔｈｏｄｉＳ ｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅ ｆｉｔ．Ｔｈｅ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｓｏｌａｒ Ｘ—ｒａｙｄｅｔｅｃｔｏｒａｎｄｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｒｉｔｈｍｅｔｉｃｏｆ１ｅａｓｔｓｑｕａｒｅ ｆｉｔａｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｉｎｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．，Ｉｐｒｅｓｅｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｅｍｉｓｓｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｍｉｎｄｅｔａｉｌ．Ｉａｌｓｏ ｇｉｖｅ ｓｏｍｅ ｅｘａｍｐｌｅｓ ｉｎｔｈｉｓ ＰａＤｅｒ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓｃａｎｒｅｆｌｅｃｔｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅ ｐｌａｓｍａ ｉｎｔｈｅｓｏｌａｒ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｒｅｇｉｏｎ ｗｅｌｌ．Ｉｎａｆｕｒｔｈｅｒ ｗｏｒｄ，ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓａｒｅ ｖｅｒｙｈｅｌｐｆｕｌ ｓｔｕｄｙｔｈｅｓｏｌａｒｆｌａｒｅｓａｎｄ ｓｐａｃｅ ｗｅａｔｈｅｒｆｏｒｅｃａｓｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｏｌａｒｗｉｎｄｄｅｔｅｃｔｏｒ ｓｏｌａｒ Ｘ—ｒａｙ ｄｅｔｅｃｔｏｒ ｆａＳｔｓｏｌａｒｗｉｎｄｍｏｎｉｔｏｒ ｔｉｍｅｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ 声明 声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。就我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工 作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示了谢意。 作者签名者ＩＪ令Ｉ：氛