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Calculadora de presupuesto de señal para impacto de meteoros

Estima la detectabilidad fotométrica de un destello, pluma o cambio de brillo asociado a un impacto de meteoro. Parte del flujo de referencia, el contraste esperado, el fondo y el ruido del detector, y calcula la relación señal/ruido por imagen y después de combinar varios fotogramas con una penalización por correlación.

Calculadora

Flujo óptico, contraste y ruido instrumental
fotones
Conteo esperado de la escena de referencia sin el destello o pluma del impacto.
%
Incremento relativo de señal respecto a la referencia.
fotones
Fondo integrado en la apertura de detección.
e⁻ RMS
Ruido equivalente de lectura y detector por exposición.
imágenes
Número de exposiciones independientes alrededor del evento.
%
Reducción de la ganancia ideal al combinar imágenes.

Cómo usar esta calculadora

  1. Introduce los fotones de la escena de referencia.
  2. Define el contraste esperado del evento y el fondo.
  3. Añade el ruido RMS del detector y el número de imágenes combinadas.
  4. Ajusta una penalización por correlación si la secuencia contiene ruido temporal compartido.

Fórmula

Señal de impacto = Nref·contraste; σ = √(Nref + Nfondo + σdet²); S/Rcomb = S/R1·√N·(1−penalización)

Qué significa el resultado

La S/R combinada muestra cuánto sobresale el cambio asociado al impacto frente al ruido total. La penalización permite reducir la ganancia ideal cuando las imágenes no son completamente independientes.

La calculadora trata el impacto como un incremento relativo simple. Morfología espacial, saturación, PSF variable, diferencias espectrales y algoritmos de sustracción pueden cambiar la sensibilidad real.

Ejemplo de cálculo

Con 1.000.000 fotones de referencia, aumento del 5 %, 200.000 fotones de fondo, 800 e⁻ RMS de detector, 10 imágenes y 15 % de penalización, la señal incremental es 50.000 y la S/R combinada es aproximadamente 99,08.

Consejos para obtener mejores resultados

  • Usa el contraste medido o simulado en la misma banda espectral del instrumento.
  • Incluye en el fondo cualquier emisión superficial que entre en la apertura.
  • Comprueba saturación si el destello esperado es intenso.
  • Incrementa la penalización si hay jitter, fondo variable o patrones persistentes.
  • Valida el umbral final con inyecciones de señal en datos representativos.

Preguntas frecuentes

¿Cómo convierto un aumento de brillo en señal para detectar un impacto de meteoro?

Multiplica el conteo de referencia por el contraste fraccional esperado; la calculadora realiza esa conversión automáticamente.

¿Por qué se incluye una penalización por correlación al combinar imágenes?

Porque el ruido temporal compartido puede impedir que la S/R mejore exactamente con la raíz cuadrada del número de imágenes.

¿El ruido del detector debe introducirse en electrones o fotones?

Debe estar en una escala equivalente a la señal de conteo usada. Si trabajas en electrones, convierte de forma coherente mediante la ganancia del detector.

¿Qué pasa si el impacto satura el detector?

Esta aproximación deja de ser fiable; se necesita modelar saturación, recuperación y posible uso de píxeles no saturados o exposiciones más cortas.

¿La S/R calculada equivale a una probabilidad de detección?

No directamente. La probabilidad de detección también depende del umbral, falsos positivos, algoritmo y distribución real del ruido.

Variables del modelo

MagnitudUso en el cálculo
Flujo de referenciaBase sobre la que se expresa el contraste.
Contraste del impactoDefine la amplitud incremental de señal.
Fondo y detectorForman el presupuesto de ruido por imagen.
CorrelaciónReduce la mejora ideal del apilado.

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