本文試圖以新的觀點探討如何克服大氣湍流對天文成象的嚴重影響，實現(xiàn)地基望遠鏡天文圖象高分辨率重建的各種方法；研究了天文目標斑點圖的“空域—頻域”特性，提出了新的天文圖象空域重建模型和幾種重建算法，并成功地將這些算法用于真實天文目標的高分辨率圖象重建，在一定條件下得到了信噪比很高的天文目標復原象。 在前言中，首先簡要地介紹了天文高分辨率圖象重建技術發(fā)展的歷史和背景，評述了一些有代表性的象復原方法。論文第一章給出了“大氣—望遠鏡綜合系統(tǒng)”模型，并提出了一個描述斑點圖的新數學模型；闡明了統(tǒng)計方法對高分辨率圖象重建的重要性。第二章介紹了四種經典的天文圖象高分辨率重建方法：“斑點干涉術”、“斑點掩摸法”、“位移疊加法”和“砌磚”。論文的第三章和第四章主要討論和研究了斑點圖的空域性質，提出在斑點圖中存在著“最強目標衍射信息區(qū)域”的新概念，由此建立了進行天文圖象空域統(tǒng)計重建的模型和點擴展函數，給出了兩種新的天文圖象高分辨率重建方法—ISA和DSA以及用之得到的重建結果。在最后的第五章里，描述并解釋了重建中的幾個重要問題：“高頻噪聲放大”、“相關失效”等，提出了對擴展面源目標進行重建的方法—FISA，最后探討了用天文高分辨率圖象重建技術檢測望遠鏡象質的可行性及方法。
【學位單位】：中國科學院研究生院（云南天文臺）
【學位級別】：博士
【學位年份】：2003
【中圖分類】：P141
【部分圖文】：

拉貝里設計了一個裝置成功地對系列短曝光(曝無時間T(:)天文圖象進行了能譜的統(tǒng)計重建(圖2)，他所使用的短曝光圖象稱為斑點圖，對一個點源星像而言，就是大氣一一望遠鏡綜合系統(tǒng)的瞬時點擴展函數。圖6是在云南天文臺一米望遠鏡拍攝得到的系列斑點圖中的4幅連續(xù)圖象，它們具有斑點圖的典型特征圖6，Hd214564的4幅斑點圖，加oo年攝于云南天文臺一米望遠鏡令人感興趣的問題有兩個:1，單幅斑點圖是否保留了有效的高頻信息?2，為什么單幅斑點圖保留了有效的高頻信息?斑點干涉術能對圖象的能譜進行高分辨重建說明，雖然瞬時傳遞函數的系綜平均喪失了幾乎所有中頻和高頻成分，但只要找到合適的統(tǒng)計方式，就可用對斑點圖頻譜的統(tǒng)計重建圖象的中頻和高頻部分。因此

是一系列曝光時間很短(典型值小于101115)的斑點圖，因為積分時間太短，在單一樣本中，很多信息，特別是高頻分量是不完備的。典型例子是只有幾十到幾百個光子的斑點圖，如圖9圈中的暗弱目標，對這樣的目標進行統(tǒng)計復原要用到較多的樣本(N)5000)。圖9左上為對圈內斑點圖的統(tǒng)計重建結果，這是一對暗弱且角距離很小的雙星。圖9，ADS16648的斑點圖，右上為典型的暗弱目標斑點，左上為統(tǒng)計重建象。斑點圖攝于云南天文臺一米望遠鏡統(tǒng)計對隨機噪聲的抑制作用在信號處理領域得到廣泛應用。典型例子是對泊松噪聲的抑制，沒有必要再進行與其它文獻和書籍相近的重復敘述，僅給出一個天文圖象處理中通過統(tǒng)計抑制隨機噪聲的操作示例。在這個例子中，一個代表信號的高頻正弦函數被掩蓋在具有隨機振幅起伏和隨機初相位的附加低頻正弦噪聲里，噪聲的平均強度為信號的5倍

5.通過2.7式計算并得到目標能譜的重建象;6.由能譜計算得到目標的模和自相關。圖11是我們對雙星ADS16173和三星Hu66的平均能譜進行重建的結果，可以看到三星具有和雙星顯著不同的能譜，表現(xiàn)出兩個能譜互相調制的形狀。圖11，用斑點千涉術重建的ADS16173的平均能譜(左)Hu66的平均能譜(中)以及Hu66的平均自相關(右)斑點干涉術在多數情況下丟掉了圖象的所有相位信息，這是由于求解能譜時的共扼相乘造成的。然而，當目標為一顆三星時，可通過對自相關的分析得到其中一對雙星的重建象(圖11右)，這種技術稱為“斑點全息術”I咧[69l。由上一章關于各空間頻率條紋互相疊加導致高頻條紋消失的討論可以知道，各頻率條紋初相位的隨機變化是造成天文圖象高頻丟失的原因。當曝光時
【引證文獻】

相關期刊論文 前1條

1 林京,劉忠,金振宇;天文高分辨像復原技術檢測地基天文光學望遠鏡成像質量[J];天文研究與技術.國家天文臺臺刊;2004年03期

相關博士學位論文 前1條

1 劉濤;中段彈道目標群天基紅外成像探測與識別技術研究[D];國防科學技術大學;2011年

相關碩士學位論文 前3條

1 董賀;基于幸運成像的衍射極限天文成像技術研究[D];長春理工大學;2011年

2 林京;天文高分辨像復原技術檢測地基天文光學望遠鏡成像質量[D];中國科學院研究生院（云南天文臺）;2003年

3 楊磊;Phase diversity波前重構的研究及在高分辨圖像復原中的應用[D];中國科學院研究生院（云南天文臺）;2007年

本文編號：2875194