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《南京理工大学》 2006年
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卫星红外辐射特性研究

张伟清  
【摘要】: 卫星红外辐射特性研究在航天技术、通讯导航、遥感探测等领域有着重要的应用价值。本文以卫星红外辐射特性研究为主要内容,在卫星红外辐射特性研究的基础上,对典型太空背景红外场景建模,以及目标与背景的红外辐射特性对比度进行研究,内容主要如下: 1.卫星红外辐射特性研究 考虑空间轨道外热流、卫星表面自身辐射、热载荷等因素影响,建立卫星温度计算模型,在采用Monte-Carlo求解卫星复杂辐射边界条件的基础上,利用有限容积法对卫星温度场进行数值计算;卫星红外辐射特性受卫星表面温度影响,在卫星温度计算模型基础上,建立卫星温度灵敏度计算模型,通过温度灵敏度来定量分析相关参数变化对卫星温度的影响,采用泰勒展开理论与数值计算两种方法分析系统灵敏度理论与系统误差统计理论之间的内在联系;考虑空间轨道外热流、卫星表面自身辐射等因素影响,建立卫星红外辐射通亮计算模型,计算得到卫星红外辐射通亮分布。 2.热控涂层表观光谱吸收特性研究 在射线跟踪法基础上,提出半透明吸收、散射性介质内辐射传递研究的计算方法RTM-DRE,通过建立等效介质模型,将该计算方法应用于含散射粒子半透明介质内的辐射传递研究。采用RTM-DRE研究热控涂层内辐射传递,结合Mie氏散射理论,考虑粒子吸收与散射、基料吸收、界面反射等因素影响,建立热控涂层表观光谱吸收率计算模型,验证计算模型的正确性,分析计算模型的计算误差与计算时间;在此基础上,通过计算热控涂层表观光谱吸收率来研究热控涂层表观光谱吸收特性,分析基料与粒子光学特性、粒子体积份额、粒径、界面反射特性、辐射能量入射角等因素的影响,初步研究空间环境因素对热控涂层表观光谱吸收特性的影响,采用系统灵敏度理论定量分析热控涂层表观光谱吸收特性变化对卫星温度的影响。 3.太空背景红外场景建模 太空背景红外场景建模主要对典型太空背景红外场景进行建模,内容包括地球背景红外场景建模与星空红外点光源场景建模。在地球背景红外场景建模方面,分别采用全球高程数据与全球植被数据建立全球地表几何场景与全球地表植被场景;考虑太阳辐射、大气长波辐射、地表自身辐射、地表与环境间的显热及潜热交换等因素影响,考虑大气辐射传输特性对辐射能量传递过程的影响,建立全球地表区域温度计算模型,在此基础上,建立全球地表区域红外辐射通亮计算模型,模拟生成地球背景红外场景图像。在星空点光源红外场景建模方面,采用低分辨率红外星表数据,通过对星表数据的岁差修正与一系列空间坐标变换,利用OpenGL视图变换功能,模拟生成星空点光源红外场景图像。在目标与背景红外辐射特性研究的基础上,生成卫星目标与太空背景的红外合成图像,对它们之间的红外辐射特性对比度进行研究。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:V419

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【引证文献】
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2 宋潇捷;空间目标三维网格化建模和光学特性计算方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
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【参考文献】
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1 王章野;地面目标的红外成像仿真及多光谱成像真实感融合研究[D];浙江大学;2002年
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【共引文献】
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6 张宏波;孙陈诚;陈海坤;胡子君;;多层隔热结构性能分析及优化设计[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年
7 武文明;成来飞;王广;;高温热处理对C/SiC复合材料热辐射性能的影响[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
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9 郭骏豪;薛青;贾建强;;坦克红外成像建模与视景仿真[A];图像图形技术研究与应用2009——第四届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2009年
10 周明煜;钱粉兰;李诗明;陈陟;;西北太平洋副热带环流海域热通量特征[A];中国海洋学文集——西北太平洋副热带环流研究(二)[C];2000年
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1 孙晶华;提高水下激光成像衬度的方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王海涛;月球车热控关键问题研究及材料光谱性质的选择性调节[D];中国科学技术大学;2010年
3 马玉龙;液滴辐射器辐射与蒸发特性的数值研究[D];中国科学技术大学;2010年
4 郝颖萍;正电子湮没技术对SmFeAsO_(1-x)F_x缺陷的研究[D];中国科学技术大学;2011年
5 赵利民;地表热红外辐射背景场建模与成像模拟研究[D];南京大学;2011年
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7 陈雪;太阳能热光伏系统机理与实验研究[D];南京理工大学;2010年
8 宗靖国;红外成像光谱数据获取及其在场景仿真中的应用[D];西安电子科技大学;2011年
9 蓝朝桢;空间目标天基光学观测系统建模与探测能力分析[D];解放军信息工程大学;2009年
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2 李本军;港口散粮接收发放作业与中转仓容关系研究[D];河南工业大学;2010年
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8 靳磊;城市建筑物红外辐射特性模型及在场景仿真中的应用[D];西安电子科技大学;2011年
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【同被引文献】
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3 李丽香;一种新的基于蚂蚁混沌行为的群智能优化算法及其应用研究[D];北京邮电大学;2006年
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1 李刘苗;海天背景目标红外辐射特性研究[D];西安电子科技大学;2011年
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【二级引证文献】
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1 李大钊;海面红外辐射与散射特性研究[D];西安电子科技大学;2012年
2 张鑫;基于GPU编程的红外反射特性建模与仿真[D];西安电子科技大学;2012年
【二级参考文献】
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4 范晋祥;岳艳军;;目标与场景的红外特性建模与仿真软件的发展[A];'2008系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2008年
5 杜胜华;龚加明;夏新林;;某飞行器红外辐射特性研究[A];第二届红外成像系统仿真测试与评价技术研讨会论文集[C];2008年
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7 杨辉;谢卫;张拴勤;潘家亮;;纳米周期结构红外隐身材料的制备及性能分析[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第2分册)[C];2010年
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9 孙佰刚;李锋;邱真;刘祥彬;刘永波;;二元喷管喷流红外辐射特性研究[A];全国光电子与量子电子学技术大会论文集[C];2011年
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4 刘涛;中段弹道目标群天基红外成像探测与识别技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
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3 林益;不同隐身措施下的目标红外辐射特性研究[D];南京理工大学;2014年
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6 陈犇;靶场光测定位方法研究与应用[D];国防科学技术大学;2011年
7 姚晓蕾;突防措施下中段弹头的红外辐射特性分析[D];南京理工大学;2010年
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10 范仁钰;下遮挡二元喷口的气动和红外辐射特性的数值研究[D];南京航空航天大学;2009年
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