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《南京理工大学》 2011年
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材质表面散射光偏振特性分析用于空间目标探测的研究

徐实学  
【摘要】:光波的偏振参量携带区别于光强、相位、光谱的独有特征信息已成为学术界的共识,对其特性的研究和利用越来越受到广泛关注。偏振态提供的信息可以有效地区分不同材质、不同表面形态的散射体;散射偏振光成像相对传统的光强成像具有提高目标的衬度以及区分材质的优势,在目标成像、识别和杂波抑制领域有着巨大的应用潜力。 面向空间目标探测方法,讨论和分析了材质表面散射光的偏振特征。针对典型的金属材质和电池板材质,设计了测量模拟空间目标材质在自然光照射下散射光振幅分布特性、光谱频率特性以及偏振度分布特性的测量系统和方法,建立了相应的数学模型,实现了不同材质的特征鉴别。 通过理论分析和针对典型目标的实验发现,不同材质表面散射光的光强分布特征、光谱频率特性虽然随着测量参量发生变化,但缺乏明显的规律性。反之,不同材质表面散射光的偏振度数值与分布均具有显著不同的特征,两种不同材质散射光的偏振度均随着特定的测量参量单调变化,并且递增方向完全相反,明确显现出不同目标之间的区别,这一结果为材质表面散射光偏振特性分析用于空间目标探测的研究提供了理论和实验依据。 针对实际空间目标探测中目标散射光在大气中长距离传输的特点,理论分析了目标材质表面散射光的偏振特征经长距离大气传输产生的变化情况,完成了对典型目标的仿真计算,得到不同距离的目标表面散射光的偏振特征变化的结果,为实现远距离空间目标探测提供了理论参考依据。 将空间目标的飞行姿态、目标的探测背景等因素引入对目标散射光偏振特性分析的过程。根据姿态的不同对空间目标进行了分类,并对空间目标探测工程中的背景干扰和环境进行了说明。讨论了基于散射光偏振特性分析对不同姿态的空间目标的探测方法,以及目标散射光偏振特征在空间目标探测背景中的抗干扰能力。从工程应用角度研究了将目标散射光偏振特征分析用于空间目标探测工作的方法。 以上的结论和研究成果为将散射光偏振特征分析应用于空间目标探测工作提供了理论依据和实验基础。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP391.41

【参考文献】
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