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相似文献
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1.
空间目标的可见光散射与红外辐射   总被引:9,自引:3,他引:6       下载免费PDF全文
利用Lowtran7大气传输模型计算0.4~0.8μm可见光波段的太阳辐射、大气自身的热辐射以及天地背景辐射.依据粗糙面光散射理论与双向反射分布函数计算空中目标表面对太阳辐射和云层对阳光反射的散射.利用传热学和背景辐射理论,根据能量守恒定律建立空间目标表面温度的热平衡方程.以气球为例,计算不同表面涂层材料的气球,在不同地理位置、不同高度和不同时间条件下,其温度及辐射功率的变化.分析空间目标红外辐射特性的一般规律和特征.  相似文献   

2.
空间目标可见光散射特性与可视条件研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
采用椭偏法和总体积分散射法分别测量和计算了空间目标包层材料和太阳能板的材料参数,以及相应的双向反射分布函数。并根据此参数对空间简单体目标可见光谱散射特性进行了理论计算和实验校模。结合目标的几何建模和轨道理论,利用Modtran大气传输模型计算了不同时刻的背景辐射,以及在不同地面观测站观测时空间目标的亮度变化以及背景辐射的影响,并分析了目标的可视条件。计算表明,清晨或傍晚,背景辐射小于空间目标的散射,是观测的最佳时段。  相似文献   

3.
基于应用光学中基本辐射理论,研究了临近空间高空气球的光散射特性。利用计算几何学的坐标转换以及网格划分建模思想,对高空气球球面进行网格面元划分。根据高空气球等透明类物体几何结构和物体光学特性,推导出透明类物体双向散射分布函数(BSDF)镜反射/折射、近镜反射/折射、漫反射/折射、理想漫反射/折射相结合的计算模型,最终得出高空气球散射背景辐射在地面产生辐射亮度的计算模型。利用MODTRAN软件在3~5μm和8~14μm波段仿真计算临近空间高空气球的背景辐射亮度,在0.24~2.4μm波段仿真计算气球自身亮度。仿真结果表明:利用BSDF模型计算得到高空气球亮度为2.28×10-3W/(cm2?μm·sr),计算结果误差为10.6%,精度相对双向反射分布函数(BRDF)模型提高2%。在分析高空气球等类透明体散射特性时,可参考此模型来进行计算。  相似文献   

4.
空间目标可见光散射特性建模方法研究   总被引:8,自引:2,他引:6  
张伟  汪洪源  王治乐  孙成明 《光子学报》2008,37(12):2462-2467
针对空间目标的可见光散射特性提出一种建模方法.在分析空间目标所处的背景辐射环境基础上建立了空间目标背景辐射物理模型.对目标表面进行面元划分后,基于辐射理论引入双向反射分布函数模型来描述目标表面面元的光散射特性,将目标各个表面所有面元散射分量叠加建立了目标可见光散射特性的数学模型.建立目标本体坐标系,通过坐标变换确定目标、背景辐射源与探测器的相对位置关系,利用矢量坐标法确定目标对观测系统的“可视表面”.根据给定的目标几何结构尺寸和物性参量仿真获得了目标在轨光学特性.计算结果验证了建模的有效性.  相似文献   

5.
大气传输特性对目标与背景红外辐射特性的影响   总被引:12,自引:2,他引:10  
本文对影响大气红外辐射透过率和大气自身的红外辐射因素及计算方法进行了讨论,利用大气传输特性分析软件-LOWTRAN7分析计算了大气红外辐射的透过率和大气自身的红外辐射,并讨论了大气辐射与吸收对目标与背景红外辐射特性的影响,对利用理论模型得到的目标与背景红外辐射图像进行了修正,获得了比较接近实际的红外模拟热图像。  相似文献   

6.
基于三维重建理论的目标光谱散射特性研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
杨玉峰  吴振森  曹运华 《光学学报》2012,32(9):929001-301
根据三维重建理论,基于目标的多角度视图,重建了目标表面的三维点云。利用德洛奈三角剖分法结合可见性原理,得到了目标的曲面和曲面面元的法线方向。根据粗糙面散射理论和目标表面的双向反射分布函数(BRDF),结合大气传输软件Modtran计算的某时间、地点的背景光谱辐射亮度,数值分析了目标光谱散射亮度分布特性。以覆盖车衣的汽车为例,重建的三维几何模型误差为4.11%,数值计算了目标在三个波段的光谱散射亮度分布。上述方法可以进一步用于卫星和其他空间目标的光谱辐射、散射特性研究。  相似文献   

7.
空中目标红外辐射多波长大气透过率实时反演算法   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
 针对空中目标红外辐射大气传输衰减的主导因素,通过Mie散射理论分析和计算得到了不同波长红外大气透过率之间的相关性关系。采用自主研发的激光遥感大气透过率测量仪并利用激光大气透过率多点断层测量技术,实测了1 060 nm波长激光的大气透过率,同步实时反演计算了临近波长红外辐射的大气透过率。实验数据验证了该方法可用于建立红外观测低空修正系统,实时计算获取大气对空间目标红外辐射的衰减特性。  相似文献   

8.
为研究中段弹头的表面温度及辐射特性,利用Lowtran7计算太阳和地球大气的红外与可见光辐射,依据粗糙表面光散射理论计算弹头对太阳、地球大气和地球反照辐射的吸收和散射。采用控制容积法发展了圆柱坐标系下三维非稳态导热的隐式离散方程,迭代求解得到弹头表面的温度。以一射程4000km的中段弹头为例,计算了发动机关机点后2000s内,弹头表面的温度和辐射的变化。  相似文献   

9.
通过测量空间辐射反演海雾气溶胶的微观特性是一种重要的遥感方法,但是海雾对辐射的反射会受到海面背景的影响。该工作研究了海雾与海面的耦合多次散射。利用Mie理论研究了海雾气溶胶的单次散射特性,利用辐射传输理论研究太阳光在无下垫面海雾中传输多次散射特性;在基尔霍夫近似下研究了风驱粗糙海面的散射特性,并考虑了海面的遮蔽效应,得到了风驱海面随风速的反射函数。根据累加法研究了海雾和海面的耦合散射,计算结果表明海雾在有粗糙海面作为背景的情况下,其整体反射有较大增强。  相似文献   

10.
本文提出了一种结合MODIS数据产品和MODTRAN模型的典型地形条件空间目标红外辐射特性计算方法。考虑了地形条件和大气环境对空间目标的红外辐射特性影响,应用MODIS 3级陆地,海洋,冰雪圈数据产品得到全球温度分布,地形特征分布,将温度及地形条件代入MODTRAN计算得到地表-目标的辐亮度,进而计算目标的外热流以及表达目标的红外辐射特性。之后以全年第189天为例,计算卫星在某一时刻下的各表面的自身辐射、反射辐射、有效辐射。最后计算目标在不同天顶角下辐射强度随方向角的变化趋势。结果表明,空间目标的红外辐射特性与其运行姿态、所在位置的地形条件、表面材料、观测角度均有关系。  相似文献   

11.
Scattering of Solar and Atmospheric Background Radiation from a Target   总被引:4,自引:0,他引:4  
Light scattering property of environment is very important in theoretical study and application of the remote sensing. What's more, it is valuable for infrared radiation, imaging, and the detection of target and tracking. In this paper, solar and atmospheric background radiation, and their scattering property from target are discussed. BRDF (Biodirectional Reflectance Distribution Function) is a very important quantity that shows the radiation and reflection feature of target. According to electromagnetic radiant and scattering theories, the relationship between laser radar scattering cross section (LRCS) and BRDF is introduced. LOWTRAN model is an effective method of calculating the spectral distribution of solar and atmospheric radiation. Here it is applied to compute solar and atmospheric background radiation scattered from a target. The relative equations are deduced. Thus, the spatial and spectral distribution of scattering light is given. As a special example, for the Lambert's surface, the equations are simplified. As a result, the spatial and spectral distributions scattering radiation of solar and atmospheric background from a rough painted surface are present. The scattering of solar radiation plays a primary role in MIR region, but scattering of atmospheric background radiation is higher in LIR region. At the same time, there is obviously specular reflectance for solar radiation due to coherent scattering from rough surface.  相似文献   

12.
LIGHT SCATTERING AND INFRARED RADIATION OF SPATIAL OBJECTS   总被引:2,自引:0,他引:2  
In this paper, the characteristic of light scattering and infrared radiation of spatial objects are discussed. The spectral distribution of solar, sky and earth background radiation is given. Based on theories of heat transfer, background radiation and the law of energy conservation, the thermal balance equation for spatial objects can be obtained. With the equation solved and thermal meshwork method, the variation of the thermal equilibrium temperature and radiation power with height is discussed under the conditions of different time zone and altitude.  相似文献   

13.
Considering background radiation of different wave band at different typical time by using Modtran soft, the characteristic of light scattering and the visibility condition of spatial object are discussed. Using bi-directional reflectance distribution function, combining geometry modeling with orbit theory, we numerical calculate light scattering radiation of spatial objects and compare it with the background radiation. The best observation time and station can be obtained by analyzing the conditions of visibility.  相似文献   

14.
机载FTIR地球大气红外背景辐射光谱特征研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
介绍了机载傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪测量地球大气红外背景辐射的实验过程,对地球/大气的红外背景辐射进行了详细的分析,给出了描述这一辐射过程的理论表达式,证明红外背景辐射主要取决于地表温度、地表发射率、大气透过率和大气温度这四个参数.在理论分析的基础上,对不同观测高度、不同地物背景的实测光谱进行了对比和分析,得到了红外背景辐射的光谱特征.  相似文献   

15.
从黑体辐射理论出发,分析空间目标超光谱探测时的影响因素。计算太阳对目标的表面辐射,利用大气传输模型分析软件——MODTRAN分析计算在可见光到近红外范围的天空漫反射辐射,给出了成像光谱仪接收到的目标辐射能量和背景辐射能量的计算方法,同时考虑探测器得到噪声的种类,给出主要噪声源的计算方法,从而推导出光谱仪接收到的以电子数为基本单位的信噪比一般表达式。通过分析表达式中的各种因素对信噪比的影响,提出得到较高信噪比的可行方法,从而更清楚地分辨物体。  相似文献   

16.
飞行目标在2.7和4.3 μm谱段附近具有较强的红外辐射,因此这两个波段是探测飞行目标的最佳波段, 但是由于这两个波段并非大气窗口,不被大多数遥感器包含。对这两个谱段的典型地物特性开展研究具有重要的价值,但由于缺乏必要的数据获取能力,经常面临数据缺乏的问题。世界范围内频频有各种程度的火山爆发,火山爆发时温度较高的火山口,是否对于天基红外探测系统典型目标探测有影响,其影响程度如何一直缺乏相关的分析和研究。基于大气辐射传输理论,利用多元统计分析得到波段转换模型,使用气象卫星已有波段获得红外吸收谱段数据。将火点像元视为明火和背景的混合像元,采用目标与背景分离的方式描述高温目标像元的热辐射。对高温目标辐射量,在气溶胶模式固定的情况下,选取观测天顶角、大气可降水量、大气廓线为自变量影响因子。对于背景辐射亮度关系,选取观测天顶角、大气可降水量、大气廓线、背景温度为自变量影响因子, 利用多元统计,建立相关模型。利用对地面热状态非常敏感的风云三号可见光红外扫描辐射计第3通道数据的统计特征探测火山口,获取高温目标在特定波段的表观多维特征并定量分析。火山的多维特征分析,主要从时间和空间两个维度展开。时间维度是对同一火山在不同时间的数据进行分析,空间维度上,主要统计火山口的辐射亮度和亮度温度的空间分布特征。一般气象卫星分辨率较低,单纯利用像元个数表示火山面积, 明显夸大了火山的实际面积,所以基于亚像元特性对火山进行分析,将混合像元火点视为明火和背景的组合,运用线性光谱混合模型,通过混合像元的辐射率精确计算火山高温点的面积和温度,提高定量分析精度。分析结果表明: 通过仿真手段结合多元统计分析方法建立高温目标的波段转换模型是一种可行的预研手段。在2.7~2.95 μm谱段,火山口在弱背景环境下可能会对高温目标造成干扰,而在4.2~4.45 μm谱段,火山口能量远高于一般地表类型,是不可忽视的干扰。  相似文献   

17.
The background radiation contribution is an important component of target scattering characteristics. A study is made on target scattering characteristics from complex background radiation, with contributions of the sun and the sea and sky background and that among each components of target. In this paper, the shadowing function of sea surface is numerically calculated by using the Z-BUFFER shadowing elimination algorithm, and the scattering of each facet of sea surface and target from the sun and the sky background infrared radiation is computed based on the rough surface scattering model as well as the infrared self-radiation of the sea surface. Finally, a numerical calculation of the forward and backward radiance of a near-sea circular cylinder scattering from the sun, the sea and sky background infrared radiation of near sea target and the infrared self-radiation of the target skin have been made. The results show the important influences of each contribution on target scattering from the sea and sky background radiation in 3-5 m and 8-12 m bands.  相似文献   

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