基于前向模拟与太阳物理基础模型的太阳高纬度EUV成像仿真方法研究
编号:81 访问权限:仅限参会人 更新:2026-11-08 00:52:32 浏览:3次 口头报告

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摘要
太阳极区蕴含着太阳磁活动周起源、高速太阳风产生机制、日冕结构演化等关键科学信息,是未来太阳空间探测任务的重要观测目标。作为太阳极区探测任务的关键有效载荷之一,极紫外成像仪能够捕捉日冕精细结构及太阳活动演化过程,为太阳空间探测提供重要的观测信息。然而,受限于航天器轨道约束,现有太阳EUV(Extreme Ultraviolet)成像主要集中于黄道面附近,难以获得太阳极区的直接成像观测数据。因此,在缺少真实太阳高纬度EUV观测数据的情况下,建立面向太阳极轨探测任务的EUV成像仿真方法,对于探测任务方案论证、载荷性能评估、虚拟观测数据生成以及智能化任务仿真技术验证具有重要意义。本文面向未来太阳极轨探测任务需求,提出了一种将物理前向模拟与太阳物理基础模型相结合的太阳高纬度EUV成像的仿真方法。首先,通过三维太阳日冕磁流体模型获得太阳日冕区域电子密度、温度以及磁场结构等信息,在光学薄辐射近似下,将等离子体物理状态映射至171 Å波段辐射发射率,并结合探测器轨道位置、观测视角、视线积分以及成像采样过程,实现从三维太阳物理状态到二维EUV观测图像的前向模拟。在此基础上,引入太阳物理基础模型,利用前向模拟生成的多视角太阳EUV图像对太阳物理基础模型进行任务适配,借助其从大规模太阳观测数据中学习到的太阳结构特征和物理规律表征能力,学习太阳EUV图像结构特征与观测几何之间的映射关系,生成面向不同探测轨道和观测条件的太阳高纬度EUV成像仿真结果。当前实验已在171Å波段下实现了由三维日冕物理场向不同观测视角下二维极紫外图像的转换,数值验证表明,所构建的前向成像流程具有一定的数值一致性,能够表现观测视角变化引起的日冕投影结构与辐射强度分布差异,为后续基础模型任务适配提供具有明确物理假设的合成数据。对于拟开展的太阳物理基础模型任务适配实验,预期通过多视角合成数据监督和显式观测几何条件引入,实现同一太阳场景下由低纬图像向目标高纬视角图像的条件生成。本研究面向太阳极区探测中高纬度EUV观测数据不足的问题,构建了基于三维日冕物理场到二维多视角图像的前向模拟流程,在此基础上提出利用多视角合成数据监督太阳物理基础模型,以生成太阳高纬度EUV成像数据的方法。该方法有望将物理模拟提供的辐射与几何信息,同基础模型从太阳观测中学习的结构表征相结合,为高纬度虚拟观测数据构建与智能成像仿真提供新的实现途径。后续研究将扩展至太阳多波段极紫外成像场景,研究不同温度响应下日冕结构的联合表征与跨波段生成方法,进一步融合太阳活动演化信息、探测器轨道及载荷成像特性,探索面向动态观测过程的多视角时间序列成像仿真。
 
关键词
太阳极轨探测,太阳极紫外成像,虚拟成像仿真,太阳物理模型,空间智能探测
报告人
范红乐
学生 中国科学院大学;中国科学院国家空间科学中心

稿件作者
范红乐 中国科学院大学;中国科学院国家空间科学中心
吕良庆 中国科学院大学;中国科学院国家空间科学中心
张玉珠 中国科学院大学;中国科学院国家空间科学中心
张文杰 中国科学院大学;中国科学院国家空间科学中心
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重要日期
  • 会议日期

    11月27日

    2026

    至

    11月30日

    2026

  • 09月20日 2026

    报告提交截止日期

  • 11月13日 2026

    初稿截稿日期

  • 11月30日 2026

    注册截止日期

主办单位
中国空间科学学会空间探测专业委员会
承办单位
中国科学院近代物理研究所
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