极端太空环境下的空间目标光学成像降质效应仿真方法研究

doi:10.12305/j.issn.1001-506X.2026.08.03

系统工程与电子技术 ›› 2026, Vol. 48 ›› Issue (8): 2526-2534.doi: 10.12305/j.issn.1001-506X.2026.08.03

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极端太空环境下的空间目标光学成像降质效应仿真方法研究

丰松江¹, 刘宏¹^,²(), 张艳宁²(), 孙豆¹^,³

1. 航天工程大学太空安全研究中心，北京 101416
2. 西北工业大学计算机学院，陕西西安 710072
3. 西安电子科技大学电子信息攻防对抗与仿真技术教育部重点实验室，陕西西安 710071

收稿日期:2025-06-03 修回日期:2025-10-28 出版日期:2026-02-11 发布日期:2026-02-11
通讯作者: 刘宏 E-mail:liuhong19870518@126.com;ynzhang@nwpu.edu.cn
作者简介:丰松江（1981—），男，研究员，博士，主要研究方向为太空安全
刘　宏（1987—），男，高级工程师，博士，主要研究方向为空间目标探测与识别
张艳宁（1967—），女，教授，博士，主要研究方向为图像处理与计算机视觉
孙　豆（1992—），女，工程师，博士，主要研究方向为空间目标探测与识别

Simulation method of degradation effect for space target optical imaging in extreme space environment

Songjiang FENG¹, Hong LIU¹^,²(), Yanning ZHANG²(), Dou SUN¹^,³

1. Space Security Research Center，Space Engineering University，Beijing 101416，China
2. School of Computer Science，Northwestern Polytechnical University，Xi’an 710072，China
3. Key Laboratory of Electronic Information Countermeasure and Simulation Technology of Ministry of Education Xidian University，Xi’an 710071，China

Received:2025-06-03 Revised:2025-10-28 Online:2026-02-11 Published:2026-02-11
Contact: Hong LIU E-mail:liuhong19870518@126.com;ynzhang@nwpu.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

针对极端太空环境下空间目标仿真光学图像在降质效应分析与仿真方面存在的不足，对极端太空环境成像特点和空间目标光学成像降质效应进行了分析，利用高斯滤波对大气散射和点扩散效应造成的成像模糊降质效应进行计算仿真，设计了基于邻域过曝光像元数的光晕伪影效应仿真计算流程方法，并对不同条件下的成像降质效应仿真结果进行了对比分析。本文提出的空间目标光学成像降质效应仿真方法可为极端太空环境下高保真图像数据计算生成提供技术支持和有效途径。

关键词: 空间目标, 成像仿真, 降质效应, 光晕伪影

Abstract:

Regarding the existing deficiencies in the analysis and simulation of degradation effects of the simulated optical images of space targets in extreme space environments, this paper analyzes the imaging characteristics in the extreme space environment and the degradation effects of space target optical imaging. Gaussian filtering is employed to calculate and simulate the imaging blurring degradation effects caused by atmospheric scattering and point spread effects. A simulation calculation process method for the halo artifact effect based on the number of overexposed pixels in the neighborhood is designed. Moreover, the simulation results of the imaging degradation effects under different conditions are comparatively analyzed. The simulation method of the degradation effects of space target optical imaging proposed in this paper can provide technical support and an effective approach for the calculation and generation of high-fidelity image data in the extreme space environment.

Key words: space target, imaging simulation, degradation effect, halo artifact

中图分类号:

TP 391

丰松江, 刘宏, 张艳宁, 孙豆. 极端太空环境下的空间目标光学成像降质效应仿真方法研究[J]. 系统工程与电子技术, 2026, 48(8): 2526-2534.

Songjiang FENG, Hong LIU, Yanning ZHANG, Dou SUN. Simulation method of degradation effect for space target optical imaging in extreme space environment[J]. Systems Engineering and Electronics, 2026, 48(8): 2526-2534.

图/表 13

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参考文献 26

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图像MTF50值	无模糊效应	弱模糊效应	中模糊效应	强模糊效应
无光晕伪影	99	41	21	8
弱光晕伪影效应	98	40	21	8
强光晕伪影效应	89	37	20	8

图像MTF50值	无模糊效应	弱模糊效应	中模糊效应	强模糊效应
无光晕伪影	89	32	18	8
弱光晕伪影效应	89	32	18	8
强光晕伪影效应	89	32	18	8

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极端太空环境下的空间目标光学成像降质效应仿真方法研究

Simulation method of degradation effect for space target optical imaging in extreme space environment

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