[發明專利]一種基于像素內靈敏度模型的恒星能量提取方法

有效

• 申請號: 202111083783.0
• 申請日: 2021-09-14
• 公開（公告）號: CN113916382B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發明（設計）人: 陳凡勝;陳周霞;胡琸悅;蘇曉鋒
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海技術物理研究所
• 主分類號: G01J5/48
• 分類號: G01J5/48
• 代理公司: 上海滬慧律師事務所 31311
• 代理人: 郭英

本發明公開一種基于像素內靈敏度模型的恒星能量提取方法，該方法步驟如下：(1)根據多幀圖像重建儀器背景圖，去除儀器背景對目標成像的影響；(2)用二維高斯函數擬合恒星目標的能量，得到目標的能量分布權重函數，將每個像元分成m×m亞像元，這里可以取5≤m≤20，并按照權重函數重新分配目標能量至亞像元中；(3)建立指數型像素內靈敏度模型，得到每個亞像元的像素內靈敏度值；(4)將再分配后的目標響應與建立的像素內靈敏度模型反卷積，反推出像素響應值；(5)根據孔徑測光法求得恒星能量。本發明能夠有效地降低像素內靈敏度對恒星能量提取穩定度和精度產生的誤差，對提高大口徑遙感相機在軌恒星定標的精度具有重要意義。

技術領域

本發明屬于空間衛星輻射定標技術領域，尤其涉及一種基于像素內靈敏度模型的恒星能量提取方法。

背景技術

基于恒星的定標方式具有輻射傳輸鏈路簡單，可實現全譜段定標和多遙感器定標數據共享等特點，相比傳統定標方式更加穩定，更適合作為長期在軌運行的大口徑大面陣遙感衛星主要的在軌定標方式(非專利參考文獻1)，而恒星能量提取的高穩定度和高精度是實現高精度恒星定標的重要因素。

由于系統限制，小于探測器瞬時視場角的點目標為欠采樣成像，能量集中在單像素內。由于焦平面陣列的像素內靈敏度(Intro-pixel?Sensitivity:IPS)的不均勻性，當點目標偏離瞬時視場中心時，探測器接收的輻射功率發生變化，影響能量的計算穩定度和精度(非專利參考文獻2和3)。而目前對IPS的研究大多是對IPS的實驗室測試和物理模型仿真，對IPS建立數學模型并應用的例子較少。目前對IPS建立的數學模型主要分為階躍函數模型(非專利參考文獻4)、二維高斯函數模型、連續分段多項式函數模型(非專利參考文獻5)。階躍函數模型無法準確地表示IPS；二維高斯函數模型和連續分段多項式函數模型的參數較多，模型復雜，計算耗時較長。

綜上，針對IPS對點目標成像產生較大誤差的問題，迫切需要提出一種基于IPS模型的恒星能量提取方法。

非專利參考文獻1:Chen?Xuan,Qi?Wenwen,Xu?Peng.Research?on?radiativetransfer?chain?for?proper?satellite?radiometric?calibration[J].Chinese?SpaceScience?and?Technology(陳軒,齊文雯,徐鵬.基準星輻射定標的輻射傳遞鏈路研究[J].中國空間科學技術)，2018,38(02):40-46.

非專利參考文獻2：Lauer?T?R.The?Photometry?of?Undersampled?Point-SpreadFunctions[J].Publications?of?the?Astronomical?Society?of?the?Pacific,1999,111(765):1434-1443.

非專利參考文獻3：Anderson?J,King?I?R.Toward?High-Precision?Astrometrywith?WFPC2.I.Deriving?an?Accurate?Point-Spread?Function[J].Publications?ofthe?Astronomical?Society?of?the?Pacific,2000,112(776):1360-1382.

非專利參考文獻4：Hu?ZY,Su?XF,Li?XY,et?al.A?method?for?thecharacterization?of?intra-pixel?response?of?infrared?sensor[J].Optical?andQuantum?Electronics,2019,51(3):74

非專利參考文獻5：Bryson?ST,Tenenbaum?P,Jenkins?JM,et?al.The?KeplerPixel?Response?Function[J].Astrophysical?Journal?Letters,2010,713(2):L97-L102.