地面目标红外特性及其隐身技术研究

随着红外搜索与制导技术的飞速发展,对于地面目标红外特征及其隐身技术的研究具有越来越重要的军事意义.在简化目标传热模型的基础之上,计算出目标的瞬时温度变化,并与背景的温度比较发现,目标与背景在一天之中均存在明显温差,最大温差可达10℃.从目标与背景的辐射对比度出发,分析了辐射对比度与目标表面发射率以及目标与背景温差的关系,发现了当目标与背景温差控制在±4℃之内时,采用固定发射率涂料可以使目标达到红外隐身的目的.     

人工光源对地面目标红外特性的调制

根据目标红外辐射特性形成的机理,探讨了人工光源对目标红外特性调制的方法。通过建立人工光源照射目标的理论模型,对人工光源照射时目标的表面温度进行了仿真计算与实际测量,在此基础上对目标红外辐射进行了计算与分析。结果表明：人工光源可以对目标的红外特性进行调制,调制的效果取决于光源的照射功率、照射时间、照射距离及光源的入射角。一般情况下,夜晚照射时调制效果明显,白天照射时调制效果不明显。     

人工光源对地面目标红外特性的调制

 根据目标红外辐射特性形成的机理,探讨了人工光源对目标红外特性调制的方法。通过建立人工光源照射目标的理论模型,对人工光源照射时目标的表面温度进行了仿真计算与实际测量,在此基础上对目标红外辐射进行了计算与分析。结果表明：人工光源可以对目标的红外特性进行调制,调制的效果取决于光源的照射功率、照射时间、照射距离及光源的入射角。一般情况下,夜晚照射时调制效果明显,白天照射时调制效果不明显。     

空间目标红外辐射特性研究

利用目标的红外光谱特性进行目标探测和识别是一种有效的方法。以空间卫星为目标,研究了其红外辐射特性形成的机理;利用所建立的数学模型,仿真了空间目标在探测面上所形成的红外光谱特性曲线;分析了模型中各参数对目标光谱特性的影响程度和卫星目标的红外光谱曲线。     

大气传输特性对目标与背景红外辐射特性的影响

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。     

地面目标的中波红外高光谱成像特性测量

利用Telops公司设计的Hyper-Cam中波高光谱成像仪对水泥地上某坦克模型进行3～5μm波段的红外高光谱成像测量。对实验数据进行了逐像素点的大气校正。基于矫正后的实验数据,分析了仪器误差、随机误差、大气校正传递误差等对测试不确定度的影响。分析了该坦克模型在不同谱段上的亮度分布和模型上不同部位的光谱分布特性。结果表明：在波数为2 000～3 000 cm^-1波段,其相对不确定度一直稳定在10%以内,但是在大于3 000 cm^-1的波段,其误差迅速上升,主要因为常温物体的中波辐射低,在该波段目标辐射与大气路程辐射接近,而引起的噪声增大,造成的测试信噪比降低。该坦克模型光谱辐射亮度测试数据的平均相对不确定度在20%以内,整体误差较低。光谱分布上,坦克各部分特征点和水泥地表的光谱辐射亮度在波长为4.2～5μm波段时的差异性比波长为3.0～4.2μm波段时的差异性更大,且探测器接收到的4.2～5μm波段的光谱辐射亮度要大于3.0～4.2μm的光谱辐射亮度。由于4.3μm波段处于大气吸收带,大气透射率几乎为0,以至于无法获得目标的光谱辐射亮度的真实...     

深空背景下空间目标红外特性建模方法研究

针对空间目标红外特性提出了一种精确建模方法.根据空间目标的背景辐射环境,充分考虑到目标表面间的热传导及内热源的影响,建立了空间目标的热平衡方程.基于目标的结构特性和材料特性,利用节点网络法求解了目标表面的温度分布.根据光辐射定律、光散射定律建立了空间目标红外特性的数学模型.结合具体的参数,对深空目标资源一号卫星和风云三号卫星的温度场分布和辐照度分布进行了数值计算,仿真结果验证了理论分析的正确性.     

夜间目标特性与微光夜视

对夜间目标亮度分布特性、外形尺寸特性和与背景的对比度特性进行分析，并给出测量数据。分析微光夜视系统对目标特性的改变，探讨提高微光夜视性能的对策。     

热辐射环境下目标红外偏振特性分析

红外偏振成像技术具有提升目标识别率、辨别伪装目标等多重优势,但在复杂环境下目标的红外偏振特性容易受到干扰,从而出现错判和漏判的情况。为研究环境热辐射对目标红外偏振特性的影响,基于偏振双向反射分布函数推导了热源照射下目标表面红外线偏振度的解析模型。经过理论仿真及实验验证得出,环境热辐射会影响目标的红外偏振特性。当环境热辐射强度小于目标自发热辐射强度时,红外线偏振度与环境热辐射强度呈负相关,即环境热辐射强度越大,红外线偏振度越小。当环境热辐射强度大于目标自发热辐射强度时,红外线偏振度与环境热辐射强度呈正相关,即环境热辐射强度越大,红外线偏振度越大。上述结果表明,当目标受到外部热辐射影响时,红外线偏振度会发生规律性变化。     

地面目标动态红外特征模拟与隐身技术的研究

针对易受敌方红外制导武器攻击的地面军事目标,模拟并计算出其红外辐射特征。通过合理的假设,将复杂的三维辐射与对流耦合传热问题简化为一维瞬态传热问题,运用多层有限差分的数值计算方法计算模拟出目标瞬时温度变化方向图,得出其动态红外特征。在此基础之上,分别研究了地面目标不同部位(顶部与侧面)隐身所需要的表面发射率与温差的关系。分析了在不同温差条件下目标隐身所需表面发射率随时间的变化关系。计算模拟得出目标与背景在一日之中都存在明显的温差,最大温差可达10℃左右。分析得出利用水雾隐身使目标与背景的温差控制在2℃以内可达到良好的隐身效果。     

红外光电立靶数据库的设计与应用

为了解决靶场测试中数据丢失现象的问题,建立了红外光电立靶系统数据库。通过对红外光电立靶数据库的总体设计进行了研究,定义了数据库的结构,并对数据库的建立方法进行了约定,实现了对数据的存储、查询和管理,数据查询方便、快捷。分析和应用结果表明红外光电立靶数据库为软件测试系统提供了可靠的数据支持,便于对测试结果进行统计分析,提高红外光电立靶测试系统的质量与水平。     

红外双波段目标模拟器方案与光学系统设计

通过对传统双波段目标模拟器的工作原理进行分析,针对其结构复杂以及生产成本较大的问题,提出一种只使用一套景象生成器和投影系统的双波段目标模拟器设计方案。利用分振幅的方法,通过滤光片和遮光片的遮挡滤光作用使2个波段的能量按特定的比例透过,在特定的积分时间下,探测器探测到2个波段的能量比不同,以此模拟不同红外目标。对设计方案中的投影系统进行光学设计,光学系统属于透射式,工作波段在3.3 m~3.8 m和4.4 m~4.8 m,F数为3.2,半视场角为1.1,系统分辨率达到10 lp/mm,对300 K~3 000 K的黑体、灰体或选择体均可实现红外目标的模拟,同时模拟器产生的辐射能量也大于探测器探测到的最小能量,设计方案可行。     

个人健康管理系统数据库的设计与实现

个人健康管理系统能够帮助人们获得大量有价值的健康信息,为了实现一款安全、高效的个人健康管理系统,在充分考虑用户实际需求的前提下,对该系统数据库进行了设计与实现。首先对系统数据库进行了全面的需求分析,然后进行概念结构设计,形成实体联系(E-R)图,并将(E-R)图进行逻辑结构的转换,根据三范式的要求形成数据关系表,同时,在设计过程中通过牺牲一定存储空间的反范式操作,来换取更加快速的查询速度。通过上述方法,最终设计并实现了一款个人健康信息数据库。该数据库能够满足个人健康管理系统的实际开发需求,并且保证系统的查询运行效率,让用户能够更加方便,快捷的使用该系统对健康数据进行管理,达到帮助用户获得更多、更有价值的健康信息的目的。     

高能同步辐射光源磁铁数据库系统的设计

高能同步辐射光源(HEPS) 磁铁数据库系统的开发过程包括数据库设计、数据库创建以及用于存储查询的网页管理系统的整体结构设计和开发。根据对磁铁相关数据格式和功能需求的调研, 整个系统采用MySQL数据库, 将HEPS的磁铁相关数据规范统一地存储, 包括磁铁设计参数、磁铁设备信息和磁铁测量数据等。同时, 开发了一套基于web的数据录入、查询管理系统, 能够提供便捷的数据展示、数据获取等功能, 并可以连接HEPS命名数据库、参数数据库等, 对于磁铁设备的安装、运行和维护以及HEPS整体的设备信息管理具有重要的意义。     

目标探测精度的同分布检验设计与应用

为解决海上靶场目标探测精度的同分布检验难题，通过对目标探测试验数据进行现场统计分析，得出多个误差数据符合同一分布及同一正态分布的结果。通过对χ2检验、符号检验及秩和检验方法的比较，得出χ2检验方法适用于海上靶场目标探测精度的同分布检验。合理选择置信水平，可使试验航次数降到原试验航次数的10％～50％。该检验方法有助于提高试验数据处理的可信度和精度，缩短试验周期，可广泛应用于武器装备试验的数据处理与分析实践。     

Principal curvature for infrared small target detection

Small target detection in infrared image with complex background and low signal–noise ratio is an important and difficult task in the infrared target tracking system. In this paper, a principal curvature-based method is proposed. The principal curvatures of target pixels are negative and their absolute values are larger than that of background pixels and noise pixels in a Gaussian-blurred infrared image. The proposed filter takes a composite function of the curvatures for detection. An approximate model is also built for optimizing the parameters. Experimental results show that the proposed algorithm is effective and adaptable for infrared small target detection in complex background. Compared with several popular methods, the proposed algorithm demonstrates significant improvement on detection performance in terms of the parameters of signal clutter ratio gain, background suppression factor and ROC.     

CPLD在红外密集度光电立靶测试系统中的抗干扰的应用

通过对光电靶原理的分析,证明了弹丸所引起的光电靶输出信号与声波、蚊虫等所引起的光电靶输出信号是不同的。在此基础上,提出了一种利用CPLD(complexprogrammablelogicdevice)器件实现抗干扰电路的方法。仿真分析和应用结果表明:该电路能有效地抑制声波和蚊虫等带来的干扰,明显地提高了电路的抗干扰能力,保证了测试结果的可靠性和精确性。     

红外光电立靶测试系统软件设计

介绍了红外光电立靶射击密集度的计算方法,设计了一种高效率的靶场测试软件。应用结果表明,该软件能够实时精确测量弹丸射击密集度,可提供多种射击密集度的数据。     

深空背景下空间目标紫外特性建模方法研究

紫外探测具有灵敏度高、虚警率低等特点,空间目标紫外特性分析对空间目标探测具有重要意义.针对空间目标紫外特性提出了一种精确建模方法.根据空间目标的背景辐射环境及表面材料属性,引入区域分解与网格划分的思想,利用双向反射分布函数建立了空间目标紫外特性的数学模型.通过矢量坐标变换,确定了背景辐射源、探测器与目标的相对位置关系.以资源一号卫星和风云三号卫星为例,进行了目标紫外特性的仿真分析,计算获得了目标在探测器入瞳处的紫外辐照度随时间的变化关系.仿真结果验证了建模方法的正确性. 关键词： 空间目标 紫外特性 双向反射分布函数 建模与仿真