在诸多需要对光斑质心进行定位的领域里，光斑质心定位的精确性和稳定性都是至关重要的。根据光学系统对物体边缘的模糊原理，提出一种新的光斑中心提取算法。该算法是以反正切函数为基函数，通过对其变量代换从而得到可以拟合光斑灰度分布的函数。求解过程中首先通过高斯-牛顿法进行迭代，然后再通过最小二乘法进行最优解估计。文中先通过仿真分析，对比了文中算法与传统算法的优劣，进一步通过实验验证该方法相对于传统方法的优势。实验结果表明：基于文中算法光斑质心提取精度为0.125 3 个像素；此时角度传感器的测角精度为0.172 3″，优于传感器技术要求的0.25″。文中算法对噪声、对比度、光斑的长宽比和大小的综合性能优于传统算法，实验结果稳定可靠，满足角度传感器使用要求。