空间目标特性分析与成像仿真技术研究(精)

空间目标特性分析与成像仿真技术研究

英文题名 Small Target Characteristical Analysis and Imaging Under Space Clutter 关键词运动特性; 温度场; 动能拦截器; 探测距离; 信噪比; 英文关键词 movement characteristics; temperature field; EKV; detection distance; signal-to-noise ratio; 中文摘要大气层外动能拦截弹在进行弹道导弹防御以及空间对抗环境中,大量采用了可见光红外等光学成像探测器。分析与研究空间目标在光学探测器上的成像特征,是实现空间目标探测、识别以及系统评估的关键。空间目标特性分析与成像仿真技术是一项综合讨论空间目标所处环境状态、目标材料特征、目标形状特征、目标运动姿态变化特征、热辐射特征、空间辐射传输理论、探测器性能以及目标成像特点的课题,是为进行空间目标检测以及识别而开展的先导性研究。本课题立足于理论建模,对空间目标在探测器中的成像特性进行研究,最后得到包含目标以及诱饵在内的红外图像序列。论文的主要研究内容如下: 1、提出矢量分解与坐标系映射法,很好的解决了空间非圆对称凸体目标在同时受到自旋运动以及进动影响下的面元法线方向的变化建模难题。 2、提出目标中心坐标系,研究了在此坐标系中各种辐照的实时方向矢量计算方法,详细推算了太阳高度角以及方位角。采用面元分割法,分析了空间凸体目标的表面几何结构。 3、建立了矢量表示的面元热平衡方程,对方程中的多项参数计算进行了优化,大大减少了计算量。 4、研究了温度对于光谱辐射亮度的影响。为得到较高信杂比,提出最优... 英文摘要Many visiable light and infrared detectors have been adopted for Exoatomospheric Kill Vehicle(EKV) usage in Ballistic Missle Defence and Space Countermeasure. Optical characteristics’analyse and study of spacial targets in the view field of EKV is the key technology for target detection, target identification and system efficiency estimation 摘要 9-10 ABSTRACT 10 第一章绪论 11-16 1.1 课题背景 11-12 1.2 国内外研究现状 12-14 1.3 课题的主要研究内容 14-15 1.4 本文的篇章结构安排 15-16 第二章空间目标的运动特性分析 16-35 2.1 引言 16 2.2 目标中心坐标系以及面元分割16-19 2.3 空间目标的几何模型分析 19-33 2.3.1 太阳光照模型 20-24 2.3.2 目标运动模型 24-

31 2.3.3 目标辐射成像模型 31-33 2.4 小结 33-35 第三章空间目标的温度特性分析 35-59 3.1 引言 35 3.2 目标面元受热模型 35-41 3.2.1 太阳直接辐照功率

36 3.2.2 地球自身辐照功率 36-38 3.2.3 地球反射太阳光辐射功率 38-39 3.2.4 目标对外能量辐射功率 39 3.2.5 目标升温吸热内能增加 39-

40 3.2.6 目标表面各个面元温度不均引起的传热效应 40-

41 3.2.7 目标自身的内部器械产生的热能

41 3.2.8 热平衡方程 41 3.3 目标温度特性仿真 41-53 3.3.1 球形目标 42-44 3.3.2 锥形目标44-46 3.3.3 碎片目标 46-48 3.3.4 三角棱台目标 48-53 3.4 空间目标辐射成像分析 53-

57 3.4.1 目标波段因素 53-56 3.4.2 探测

器的入瞳能量计算 56-57 3.5 小结 57-59 第四章空间小目标成像仿真 59-80 4.1 引言 59-60 4.2 光电探测转换技术 60-

68 4.2.1 探测器响应特性 60-61 4.2.2 探测器噪声特性 61-63 4.2.3 探测器非均匀性 63-

65 4.2.4 探测器成像距离分析 65-66 4.2.5 探测器散焦模糊 66-67 4.2.6 几种典型光电探测器各项属性67-68 4.3 空间三角棱台光学信号仿真 68-76 4.3.1 棱台目标空间辐射变化 68-73 4.3.2 EKV 红外成像序列 73-76 4.4 作用距离分析 76-79 4.5 小结 79-80 结束语 80-82 致谢 82-83 参考文献 83-86 3.3.3 碎片目标 46-

48 3.3.4 三角棱台目标 48-53 3.4 空间目标辐射成像分析 53-57 3.4.1 目标波段因素 53-

56 3.4.2 探测器的入瞳能量计算 56-57 3.5 小结

57-59 第四章空间小目标成像仿真 59-80 4.1 引言 59-

60 4.2 光电探测转换技术 60-68 4.2.1 探测器响应特性 60-61 4.2.2 探测器噪声特性 61-

63 4.2.3 探测器非均匀性 63-65 4.2.4 探测器成像距离分析 65-66 4.2.5 探测器散焦模糊 66-

67 4.2.6 几种典型光电探测器各项属性 67-68 4.3 空间三角棱台光学信号仿真 68-76 4.3.1 棱台目标空间辐射变化 68-73 4.3.2 EKV 红外成像序列 73-76 4.4 作用距离分析 76-79 4.5 小结 79-80 结束语 80-82 致谢 82-83 参考文献 83-86 3.3.3 碎片目标 46-48 3.3.4 三角棱台目标 48-53 3.4 空间目标辐射成像分析 53-

57 3.4.1 目标波段因素 53-56 3.4.2 探测器的入瞳能量计算 56-57 3.5 小结 57-59 第四章空间小目标成像仿真 59-80 4.1 引言 59-60 4.2 光电探测转换技术 60-

68 4.2.1 探测器响应特性 60-61 4.2.2 探测器噪声特性 61-63 4.2.3 探测器非均匀性 63-

65 4.2.4 探测器成像距离分析 65-66 4.2.5 探测器散焦模糊 66-67 4.2.6 几种典型光电探测器各项属性67-68 4.3 空间三角棱台光学信号仿真 68-76 4.3.1 棱台目标空间辐射变化 68-73 4.3.2 EKV 红外成像序列 73-76 4.4 作用距离分析 76-79 4.5 小结 79-80 结束语 80-82 致谢 82-83 参考文献 83-86