星光掩星技术是一种通过分析恒星光线穿过地球大气层时的光谱吸收特征，反演临近空间环境参数包括大气密度、温度、氧气等痕量成分的关键手段，其具有高精度与多参数同步探测、全球覆盖与高垂直分辨率、无须校准与长期稳定、低干扰与远距离测量、载荷轻量化与低成本部署等优势，已成为临近空间环境探测的核心手段。 本书将系统阐述临近空间星光掩星探测原理及应用需求，内容涵盖星光掩星技术的国内外发展现状、背景需求、技术原理、模型及仿真方法、效能评估等。本书面向空间物理学、工程光学、遥感等领域的研究生、科研人员及工程技术人员，旨在为临近空间环境要素监测提供新型技术手段和理论指导。

第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.1.1 全球范围临近空间环境监测需求
1.1.2 星光掩星光学遥感的特点与优势
1.2 国内外研究历史与现状
1.3 重要问题总结
第2章 恒星以及光信号在地球大气中的传输特性
2.1 恒星特性
2.1.1 恒星视星等、亮度、光谱特性
2.1.2 恒星分布特性
2.1.3 小结
2.2 光信号在地球大气中的传输特性
2.2.1 地球大气中的消光现象
2.2.2 大气吸收谱线形成
2.3 星光在地球大气中的传输分析
2.3.1 比尔-布格-朗伯（Beer-Bouguer-Lambert）定律
2.3.2 星光在大气中的辐射传输方程
2.4 本章小结
第3章 星光掩星探测技术
3.1 探测技术原理
3.2 掩星数据处理流程
3.2.1 1级数据处理
3.2.2 2级数据反演
3.2.3 GOMOS反演数据质量说明
3.3 本章小结
第4章 星光掩星技术目标星源特性分析
4.1 大气吸收光谱的仿真
4.1.1 MODTRAD模式
4.1.2 仿真过程及结果
4.2 观测信号信噪比和探测精度
4.2.1 观测信号信噪比计算
4.2.2 探测精度估计
4.3 不同恒星视星等对探测结果的影响
4.4 本章小结
第5章 星光掩星技术仿真方法
5.1 星光掩星轨道仿真
5.1.1 星光掩星轨道仿真基本流程
5.1.2 星光掩星轨道仿真算法
5.1.3 星光掩星轨道仿真的结果和讨论
5.2 星光掩星观测数据仿真
5.2.1 星光掩星观测数据仿真基本流程
5.2.2 星光掩星观测数据仿真算法
5.2.3 星光掩星观测数据仿真结果和讨论
5.2.4 星光掩星紫外观测数据仿真
5.3 本章小结
第6章 星光掩星反演算法研究
6.1 剥洋葱法
6.1.1 反演原理
6.1.2 数据反演结果及精度分析
6.2 有效截面积法
6.2.1 反演原理
6.2.2 观测数据反演结果及精度分析
6.3 剥洋葱法和有效截面积法精度对比分析
第7章 星光掩星星座设计以及特性分析
7.1 轨道根数对掩星事件特性的影响分析
7.1.1 轨道根数对掩星事件数量的影响
7.1.2 轨道根数对掩星事件持续时间的影响
7.1.3 轨道根数对掩星事件经纬度分布的影响
7.1.4 轨道根数对掩星事件高度角方位角分布的影响
7.2 星座掩星事件预报
7.2.1 轨道根数分析结果
7.2.2 星座构型设计结果
7.3 星上预报数据反演结果分析
7.3.1 星光掩星仿真数据反演
7.3.2 先验信息的误差分析
7.3.3 地球扁率对误差分布的影响
7.4 星座仿真结果与实测数据对比分析
7.4.1 仿真方法
7.4.2 误差结果分析
7.4.3 同一波长不同纬度精度分析
7.5 本章小结
第8章 近红外星光掩星载荷接收机设计
8.1 光谱仪指标分析
8.2 光谱仪工作原理
8.2.1 光谱仪组成
8.2.2 平面光栅色散原理
8.2.3 闪耀光栅
8.2.4 光谱仪的主要技术参数
8.3 光谱仪光学系统设计
8.3.1 光学系统选型
8.3.2 总体指标分析
8.3.3 反射式前置光学系统设计
8.3.4 成像系统设计
8.3.5 星光掩星光谱仪全系统光学设计
8.3.6 系统杂散光分析
8.4 本章小结
第9章 电离层星光掩星技术仿真验证
9.1 电离层星光掩星监测原理
9.2 电离层掩星仿真验证
9.2.1 UV波段星源筛选
9.2.2 电离层掩星事件的分布
9.2.3 电离层掩星正向建模
9.2.4 电离层星光掩星模拟数据反演
9.3 结论
参考资料
附录