星光掩星技术是利用恒星光谱进行地球及其他行星大气痕量成分密度、 温度、 气溶胶等测量的有效手段。 该探测原理主要是根据不同的大气成分在恒星光谱的不同位置上表现出不同的吸收特征, 具体表现在： 紫外波段可进行臭氧、 氧气、 氢气等的测量, 可见光谱段可探测二氧化氮、 三氧化氮、 氧气等, 红外可探测水蒸气、 气溶胶、 甲烷、 二氧化碳、 氧气等。 星光掩星的实现过程为： 当LEO卫星和恒星分别位于地球的两侧时, 恒星发射的光经过地球大气的吸收、 散射等作用, 被另一侧的LEO所接收, 即构成掩星观测。 根据光谱流量得到恒星的视星等范围, 给出恒星在天球坐标系中的分布和不同的光谱型, 以及利用各光谱型可探测的大气成分, 再利用恒星和LEO卫星在地固坐标系中的相对位置, 进行恒星-LEO星光掩星轨道观测模拟, 基本流程为： 首先读取LEO卫星的轨道位置以及目标恒星的位置, 设置24 h的模拟时间, 其次判断是否处于掩星状态, 当掩星开始时, 计算并输出掩星发生的经纬度、 速度等, 直至模拟时间结束。 其中涉及恒星从天球坐标系转换到地固系的过程, LEO卫星轨道、 掩星切点经纬度等的计算。 根据模拟流程, 计算并分析掩星事件的日观测量、 全球分布、 持续时间以及漂移速度等, 得到以下结果： (1）目标恒星在全天区都有一定数量的分布且具有不同的光谱型, 可进行臭氧、 二氧化氮等成分的探测； (2）在对星光掩星进行24 h的轨道模拟过程中, 日观测量为5 563次, 其中包括2 737次上升掩星, 2 826次下降掩星； (3）从全球分布来看, 掩星事件主要分布在低纬度, 两极最少, 其他纬度数量相当, 且经度方向分布均匀； (4）根据方位角的分布, 正常掩星占比为78.25%, 持续时间平均为1.5 min, 切点水平漂移在18～600 km； (5）21.75%的侧面掩星事件, 其较正常掩星来说, 持续时间长, 切点的水平漂移速度大, 方位角变化也大。 该结果为卫星轨道设计和探测载荷设计提供理论指导。

恒星的视向速度对于研究银河系的演化结构和动力学有很重要的意义， 同时也是寻找变源和特殊天体的一种手段。 不同的研究对其测量精度有不一样的要求。 使用模板匹配的方法计算不同类型的低分辨率可见光波段恒星光谱的视向速度精度， 从而为不同方面的科学研究提供有效可靠的参考。 分别选取不同光谱型高信噪比的美国斯隆巡天恒星光谱， 并加以噪声来模拟不同信噪比条件下的恒星光谱。 通过分别计算这些恒星样本的视向速度， 定量分析了各种类型的恒星在不同信噪比条件下能达到的视向速度测量精度。 同时， 还就白矮星的视向速度测量精度进行了分析。 结果显示， 对于相同信噪比的早型恒星的视向速度测量精度远没有晚型恒星的测量精度高， 尤其是A型星的视向速度测量标准误差是K型星和M型星的5~8倍。 分析其原因， 主要是由于不同类型恒星的具有不同宽度的谱线所导致的。 因此对于具有更宽谱线的白矮星光谱的视向速度测量误差更大， 可达50 km·s-1。 以上结论将为恒星科学研究提供很好的参考。

介绍了整层大气透过率测量仪及其测量原理和Langley-Plot定标方法,提出了基于恒星整层大气透过率仪测量大气透过率的多目标星定标方法, 并分别进行了K, A光谱类型恒星定标试验, 得到了基于K, A两种光谱类型恒星辐射的定标值。对多目标星定标方法与单颗恒星的Langley-Plot定标方法进行了对比实验,验证了多目标星定标方法的合理性与准确性。当实时测量同类型的恒星辐射整层大气透过率时,就可以根据对应的定标参数进行测量研究。

介绍了利用夜晚恒星辐射测量整层大气透过率的仪器及定标方法。基于已有的研究工作基础,利用Visual C++6.0开发和完善了整 层大气透过率采集程序,使仪器具有自动采集数据功能。利用整层大气透过率测量仪对不同光谱类型的恒星分别进行了测量定标 实验,对测量数据进行了分析和处理,得到了六大类光谱恒星在大气层上界的仪器测量值。基于夜晚整层大气透过率测量多目标 定标原理,在完成各大光谱类型的恒星辐射定标测量后,就能进行仪器的实时大气透过率测量。