天文观测方法和系统

本发明涉及天文观测，尤其涉及一种天文观测方法和系统。

背景技术：

1、在天文领域，天体源流量随时间的变化曲线，称为时变。时变能够反映天体源的流强变化，在天文观测中是一个很重要的参数。探测x射线的成像感光器件，目前在轨运行的大部分是电荷耦合器件(charge coupled device，ccd)类探测器，主要用于成像。

2、带存储区的面阵ccd的信号读出方式，一般都是先将曝光区快速转移到存储区，再从存储区一行一行读出，这样能够对天体源进行成像，得到天体源的位置信息；然后，再用带存储区的面阵ccd测时变，通常不进行曝光区快速转移，而是将曝光区和存储区作为一体，每次向下转移一行，再从存储区将整行读出，这样可以大大加快ccd的读出速度，提高ccd探测器的整片读出时间，提高时间分辨率。也就是说，要想获得准确的时变参数，前提是必须知道源的位置。

3、现有的卫星的观测方法，如x射线多重镜面任务-牛顿卫星x-rary multi-mirrormission，xmm-newton)上的pn探测器，因测量时变和成像是两个模式，也即先用成像模式确定源的位置，再用时变模式去得到时变参数，从而导致在观测未知观测源的时候，现有的卫星观测方法比较局限，对未知观测源的适用性较差。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种天文观测方法和系统，实现在观测时变的同时保留部分成像功能，对未知观测源的适用性更强。

2、第一方面，本发明提供一种天文观测方法，该方法应用在天文观测系统中的探测器上，所述天文观测系统包括所述探测器和读出模块，所述探测器包含感光区域和存储区域，所述感光区域包含至少一个像素单元；所述方法包括如下步骤。

3、针对任一帧，按照各所述像素单元对应的电荷的电荷转移方向从所述存储区域中依次读取所述帧中各像素行的电荷，得到读取的所述帧的电荷；所述像素行中的像素与所述像素单元对应；各所述像素单元对应的电荷为所述感光区域响应于接收到观测源发出的第一光信号，根据所述观测源发出的第一光信号形成的；

4、根据读取的各所述帧的电荷，确定所述观测源的时变参数；所述读取的所述帧的电荷还用于供所述读出模块根据读取的所述帧的电荷在所述帧对应的曝光时间间隔内进行观测源成像，得到所述帧的观测源图像；所述帧对应的曝光时间间隔为所述帧对应的预留的成像时间间隔，所述曝光时间间隔为基于读取所述帧的电荷结束时刻和读取所述帧的下一帧的电荷开始时刻得到的。

5、根据本发明提供的一种天文观测方法，所述响应于接收到观测源发出的第一光信号，根据所述观测源发出的第一光信号形成各所述像素单元对应的电荷，包括如下步骤。

6、针对任一所述像素单元，响应于接收到观测源发出的第二光信号，利用所述像素单元根据所述第二光信号生成所述像素单元对应的电子-空穴对；所述第二光信号为所述像素单元根据所述第一光信号确定的；

7、利用各所述像素单元，将各所述像素单元对应的电子-空穴对中的电子收集至各所述像素单元的势阱中，得到各所述像素单元对应的电荷；各所述像素单元的势阱用于通过控制电压的变化使得各所述像素单元对应电荷进行转移。

8、根据本发明提供的一种天文观测方法，各所述像素单元对应的电荷的电荷转移方向为所述电荷沿着通道行向下转移；所述读出模块包括读出记录器；所述针对任一帧，按照各所述像素单元对应的电荷的电荷转移方向从所述存储区域中依次读取所述帧中各像素行的电荷，得到读取的所述帧的电荷，包括如下步骤。

9、针对所述帧中的任一像素行，利用时钟信号将所述像素行中各个列的电荷向下转移到最后一行；

10、利用所述读出记录器依次读取转移到最后一行中的各所述像素行的电荷；

11、根据读取的转移到最后一行中的各所述像素行的电荷，确定所述帧的电荷。

12、根据本发明提供的一种天文观测方法，所述读出模块还包括输出放大器和模数转换器；所述根据读取的所述帧的电荷在所述帧对应的曝光时间间隔内进行观测源成像，得到所述帧的观测源图像，包括如下步骤。

13、在所述帧对应的曝光时间间隔内持续进行曝光；

14、将水平转移后的所述帧的电荷逐像素转移至所述输出放大器中；所述水平转移后的所述帧的电荷为将所述帧的电荷在所述读出记录器中按照水平方向进行转移得到的；

15、利用所述输出放大器将所述水平转移后的所述帧的电荷放大，得到所述帧的模拟电压信号；利用模数转换器，将所述帧的模拟电压信号转换成数字信号；所述数字信号用于编码成所述帧的图像数据；

16、根据所述帧的图像数据，生成所述帧的观测源图像。

17、根据本发明提供的一种天文观测方法，所述读取的所述帧的电荷用于反映所述观测源的亮度随时间的变化状态。

18、第二方面，本发明提供一种天文观测系统，所述天文观测系统包括探测器和读出模块，所述探测器包含感光区域和存储区域，所述感光区域包含至少一个像素单元；

19、所述探测器，用于利用所述感光区域，响应于接收到观测源发出的第一光信号，根据所述观测源发出的第一光信号形成各所述像素单元对应的电荷；

20、针对任一帧，按照各所述像素单元对应的电荷的电荷转移方向从所述存储区域中依次读取所述帧中各像素行的电荷，得到读取的所述帧的电荷；所述像素行中的像素与所述像素单元对应；根据读取的各所述帧的电荷，确定所述观测源的时变参数；

21、所述读出模块，用于根据读取的所述帧的电荷在所述帧对应的曝光时间间隔内进行观测源成像，得到所述帧的观测源图像；所述帧对应的曝光时间间隔为所述帧对应的预留的成像时间间隔，所述曝光时间间隔为基于读取所述帧的电荷结束时刻和读取所述帧的下一帧的电荷开始时刻得到的。

22、第三方面，本发明还提供一种天文观测装置，该装置应用在天文观测系统中的探测器上，所述天文观测系统包括所述探测器和读出模块，所述探测器包含感光区域和存储区域，所述感光区域包含至少一个像素单元；所述装置包括：

23、读取模块，用于针对任一帧，按照各所述像素单元对应的电荷的电荷转移方向从所述存储区域中依次读取所述帧中各像素行的电荷，得到读取的所述帧的电荷；所述像素行中的像素与所述像素单元对应；各所述像素单元对应的电荷为所述感光区域响应于接收到观测源发出的第一光信号，根据所述观测源发出的第一光信号形成的；

24、观测模块，用于根据读取的各所述帧的电荷，确定所述观测源的时变参数；所述读取的所述帧的电荷还用于供所述读出模块根据读取的所述帧的电荷在所述帧对应的曝光时间间隔内进行观测源成像，得到所述帧的观测源图像；所述帧对应的曝光时间间隔为所述帧对应的预留的成像时间间隔，所述曝光时间间隔为基于读取所述帧的电荷结束时刻和读取所述帧的下一帧的电荷开始时刻得到的。

25、第四方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述天文观测方法。

26、第五方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述天文观测方法。

27、第六方面，本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述天文观测方法。

28、本发明提供的天文观测方法和系统，该方法应用在天文观测系统中的存储区域，天文观测系统包括探测器和读出模块，探测器包含感光区域和存储区域，感光区域包含至少一个像素单元。首先，针对任一帧，按照各像素单元对应的电荷的电荷转移方向从存储区域中依次读取帧中各像素行的电荷，得到读取的帧的电荷，其中，像素行中的像素与像素单元对应，各像素单元对应的电荷为感光区域响应于接收到观测源发出的第一光信号，根据观测源发出的第一光信号形成的，进而，根据读取的各帧的电荷，确定观测源的时变参数；读取的帧的电荷用于供读出模块根据读取的帧的电荷在帧对应的曝光时间间隔内进行观测源成像，得到帧的观测源图像，其中，帧对应的曝光时间间隔为帧对应的预留的成像时间间隔，曝光时间间隔为基于读取帧的电荷结束时刻和读取帧的下一帧的电荷开始时刻得到的。

29、本发明首先按照各帧中各所述像素单元对应的电荷的电荷转移方向依次读取各帧中各像素行的电荷，得到读取的所述帧的电荷，进而，根据读取的各帧的电荷确定观测源的时变参数，同时，为每一帧预留对应的曝光时间间隔，读取的各帧的电荷用于供读出模块根据读取的帧的电荷在帧对应的曝光时间间隔内进行观测源成像，得到帧的观测源图像，本发明实现了在观测时变的同时保留部分成像功能，对未知观测源的适用性更强。