本文試圖以新的觀點(diǎn)探討如何克服大氣湍流對天文成象的嚴(yán)重影響，實(shí)現(xiàn)地基望遠(yuǎn)鏡天文圖象高分辨率重建的各種方法；研究了天文目標(biāo)斑點(diǎn)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(shí)天文目標(biāo)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(biāo)復(fù)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(shù)發(fā)展的歷史和背景，評述了一些有代表性的象復(fù)原方法。論文第一章給出了“大氣—望遠(yuǎn)鏡綜合系統(tǒng)”模型，并提出了一個(gè)描述斑點(diǎn)圖的新數(shù)學(xué)模型；闡明了統(tǒng)計(jì)方法對高分辨率圖象重建的重要性。第二章介紹了四種經(jīng)典的天文圖象高分辨率重建方法：“斑點(diǎn)干涉術(shù)”、“斑點(diǎn)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(diǎn)圖的空域性質(zhì)，提出在斑點(diǎn)圖中存在著“最強(qiáng)目標(biāo)衍射信息區(qū)域”的新概念，由此建立了進(jìn)行天文圖象空域統(tǒng)計(jì)重建的模型和點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)，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(jié)果。在最后的第五章里，描述并解釋了重建中的幾個(gè)重要問題：“高頻噪聲放大”、“相關(guān)失效”等，提出了對擴(kuò)展面源目標(biāo)進(jìn)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(shù)檢測望遠(yuǎn)鏡象質(zhì)的可行性及方法。
【學(xué)位單位】：中國科學(xué)院研究生院（云南天文臺）
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2003
【中圖分類】：P141
【部分圖文】：

拉貝里設(shè)計(jì)了一個(gè)裝置成功地對系列短曝光(曝?zé)o時(shí)間T(:)天文圖象進(jìn)行了能譜的統(tǒng)計(jì)重建(圖2)，他所使用的短曝光圖象稱為斑點(diǎn)圖，對一個(gè)點(diǎn)源星像而言，就是大氣一一望遠(yuǎn)鏡綜合系統(tǒng)的瞬時(shí)點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)。圖6是在云南天文臺一米望遠(yuǎn)鏡拍攝得到的系列斑點(diǎn)圖中的4幅連續(xù)圖象，它們具有斑點(diǎn)圖的典型特征圖6，Hd214564的4幅斑點(diǎn)圖，加oo年攝于云南天文臺一米望遠(yuǎn)鏡令人感興趣的問題有兩個(gè):1，單幅斑點(diǎn)圖是否保留了有效的高頻信息?2，為什么單幅斑點(diǎn)圖保留了有效的高頻信息?斑點(diǎn)干涉術(shù)能對圖象的能譜進(jìn)行高分辨重建說明，雖然瞬時(shí)傳遞函數(shù)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(jì)方式，就可用對斑點(diǎn)圖頻譜的統(tǒng)計(jì)重建圖象的中頻和高頻部分。因此

是一系列曝光時(shí)間很短(典型值小于101115)的斑點(diǎn)圖，因?yàn)榉e分時(shí)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(gè)光子的斑點(diǎn)圖，如圖9圈中的暗弱目標(biāo)，對這樣的目標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)復(fù)原要用到較多的樣本(N)5000)。圖9左上為對圈內(nèi)斑點(diǎn)圖的統(tǒng)計(jì)重建結(jié)果，這是一對暗弱且角距離很小的雙星。圖9，ADS16648的斑點(diǎn)圖，右上為典型的暗弱目標(biāo)斑點(diǎn)，左上為統(tǒng)計(jì)重建象。斑點(diǎn)圖攝于云南天文臺一米望遠(yuǎn)鏡統(tǒng)計(jì)對隨機(jī)噪聲的抑制作用在信號處理領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。典型例子是對泊松噪聲的抑制，沒有必要再進(jìn)行與其它文獻(xiàn)和書籍相近的重復(fù)敘述，僅給出一個(gè)天文圖象處理中通過統(tǒng)計(jì)抑制隨機(jī)噪聲的操作示例。在這個(gè)例子中，一個(gè)代表信號的高頻正弦函數(shù)被掩蓋在具有隨機(jī)振幅起伏和隨機(jī)初相位的附加低頻正弦噪聲里，噪聲的平均強(qiáng)度為信號的5倍

5.通過2.7式計(jì)算并得到目標(biāo)能譜的重建象;6.由能譜計(jì)算得到目標(biāo)的模和自相關(guān)。圖11是我們對雙星ADS16173和三星Hu66的平均能譜進(jìn)行重建的結(jié)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(gè)能譜互相調(diào)制的形狀。圖11，用斑點(diǎn)千涉術(shù)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(guān)(右)斑點(diǎn)干涉術(shù)在多數(shù)情況下丟掉了圖象的所有相位信息，這是由于求解能譜時(shí)的共扼相乘造成的。然而，當(dāng)目標(biāo)為一顆三星時(shí)，可通過對自相關(guān)的分析得到其中一對雙星的重建象(圖11右)，這種技術(shù)稱為“斑點(diǎn)全息術(shù)”I咧[69l。由上一章關(guān)于各空間頻率條紋互相疊加導(dǎo)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(jī)變化是造成天文圖象高頻丟失的原因。當(dāng)曝光時(shí)
【引證文獻(xiàn)】

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1 林京,劉忠,金振宇;天文高分辨像復(fù)原技術(shù)檢測地基天文光學(xué)望遠(yuǎn)鏡成像質(zhì)量[J];天文研究與技術(shù).國家天文臺臺刊;2004年03期

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1 劉濤;中段彈道目標(biāo)群天基紅外成像探測與識別技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

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

2 林京;天文高分辨像復(fù)原技術(shù)檢測地基天文光學(xué)望遠(yuǎn)鏡成像質(zhì)量[D];中國科學(xué)院研究生院（云南天文臺）;2003年

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

本文編號：2875194