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飞机红外辐射图像生成、仿真与传输研究

廖猛蛟  
【摘要】: 红外辐射是一切物体的固有特性,红外线有着普通电磁波和可见光无法比拟的优点,红 外成像不受白天黑夜的影响,因此,红外成像技术在当今世界应用非常广泛,在太空侦察、 导弹制导、工业探伤、医学诊断等方面均发挥着巨大作用。 在导弹制导方面,红外成像制导是导弹精确制导技术中重要的一种,它以飞机全身的红 外辐射作为制导信息,与传统的红外点源制导相比,信息量大、抗干扰能力强,成为世界各 国竞相研究的对象。我国也正在进行红外后继弹的研制,其采用的制导技术正是红外成像制 导。因此,研究目标(飞机)的红外辐射规律,并对之进行仿真有非常重要的现实意义。 太空侦察大量采用红外成像技术,如导弹预警卫星捕获红外图像来判断是否战略导弹, 卫星红外遥感技也是摄取对象的红外图像。这些情况都涉及到图像数据的空地传输问题,特 别是对于象空间站这样的大型航天器有着复杂多样的数据通信。 所以,对飞机红外成像规律的研究和仿真同网络传输结合起来正是本文的目的。本文的 工作分为以下几个部分: 1.首先,本文对飞机红外成像机理和规律、红外干扰弹特性、大气对红外发射的传输 衰减规律及计算方法进行较为全面的研究。其中飞机的红外辐射分为蒙皮辐射、发动机辐射、 尾焰辐射、反射的太阳辐射、反射的地球辐射、反射的天空辐射等,本文主要对前三种辐射 分别进行研究。 2.依据温度的不同,将飞机分划分为若干部分,对每一部分的红外辐射进行计算;计 算大气的光谱透过率;结合飞机红外辐射和大气衰减,计算出红外系统最终获取的红外辐射 量。 3.根据前面的计算,利用OpenGL生成飞机的三维图形,不同温度的部分以不同颜色 表示,来表现飞机红外辐射规律。飞机是可以运动的,红外图像也就是动态变化的。 4.对于已经生成的图像数据按照高级在轨系统(AOS)体制要求传输。 AOS是空间数据系统咨询委员会(CCSDS)开发的、适用于复杂航天器通信需要的数据 体制。本文分析研究了AOS系统的各种业务模型及相应的业务数据单元格式、空间链路子 网结构,采用位流业务和虚拟信道数据单元业务进行数据通信,并对这两种业务进行验证。 获取的飞机红外图像数据在传输之前,对图像数据进行JPEG压缩,按CCSDS位流业 务的要求进行分割封装;以WinSock作为网络编程接口,实现图像数据额传输。


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