[发明专利]一种空间目标纳米级精度成像定位方法

权利要求书

1.一种空间目标纳米级精度成像定位方法，其特征在于：首先采集用于建立精细化psf模型的图像数据，根据ePSF方法建立极高精度的精细化psf模型；然后以高精度的精细化psf建模结果为模板，进行空间目标的高精度成像定位。

2.根据权利要求1所述的一种空间目标纳米级精度成像定位方法，其特征在于：所述建立极高精度的精细化psf模型的过程为：

11)获取用于建模的M个质心位置亚像素分布不同的图像，每个位置采集N张图像；

12)对每个位置的N张图像进行平均处理，降低探测器噪声的影响；

13)利用平均处理的图像数据，根据epsf方法建立高精度精细化psf模型。

3.根据权利要求1所述的一种空间目标纳米级精度成像定位方法，其特征在于：所述空间目标的高精度成像定位的具体过程为：

以高精度精细化psf模型为模板，基于Newton_Raphson方法对空间目标进行高精度成像定位。

4.根据权利要求2所述的一种空间目标纳米级精度成像定位方法，其特征在于：所述根据epsf方法建立高精度精细化psf模型的具体方法为：

131)对所有用于ePSF建模的星象提取窗口大小为N*N的窗口图，获得图像模型，并在图像模型上建立PSF模型，在PSF模型上建立坐标系，以星象中心为原点，建立新的网格，且与图像模型中每个像素的大小相同，将图像中多个星点图像的PSF模型的零点重合，置于同一个坐标系下；

132)对网格以一定的过采样系数oversampling进一步细分，获取每个格点周围所有采样点的ePSF值的集合，将集合内的平均值作为格点的ePSF值；

133)利用所有格点的ePSF值对所有采样点进行插值，根据每个采样点的插值结果对上一次迭代得到的ePSF值求残差，剔除残差大于阈值范围的采样点，多次迭代至没有需要剔除的采样点；

134)对得到的ePSF模型进行平滑滤波处理；

135)求出星象中心坐标的偏移量之后，平移ePSF模型以保证PSF模型的准确；移动时对网格进行整体移动，然后求出新的网格点的ePSF值；

136)经过多次迭代和平滑的过程，得到一组平滑的网格点的值，完成ePSF模型的建立；

137)对以N*N的星点窗口，当过采样系数oversampling＝n时，得到的ePSF模型为(N*n)+1*(N*n)+1的二维数组，以得到的epsf模型即可进行对星点进行极高精度成像定位；n为正整数。

5.根据权利要求4所述的一种空间目标纳米级精度成像定位方法，其特征在于：所述步骤132)中，ePSF值与像素值的关系为：

其中，为点(i-x_c,j-y_c)处的ePSF值，i、j分别为uv方向像素坐标，x_c、y_c分别为星点质心uv方向坐标，P_ij为(i，j)处的像素位置的灰度值，s_*为天空背景值，f_*为星点通量。

6.根据权利要求5所述的一种空间目标纳米级精度成像定位方法，其特征在于：步骤135)中，星象中心X坐标的平移方式和偏移量由式(2)和式(3)给出，Y方向的偏移和X方向同理；

其中，为星点质心X坐标值，δx_*为星点质心X坐标值偏移量，w_ij为像素灰度值权重分布，q_ij＝1/P_ij，其中P_ij为(i，j)处的像素位置的灰度值，R_ij＝P_ij-s_*-f_*×ψ_ij，R_ij表示图像(i，j)处的像素位置的灰度值，其中f_*为星点通量，ψ_ij为(i，j)处的ePSF值。