收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

空天目标全链路多光谱成像特征精确预测建模及仿真技术研究

袁航  
【摘要】:空天目标具有高速机动、战略突防和远程精确打击等特点,针对这类目标构建广域、高效、精准探测、连续监视技术已成为空间态势感知体系面临的新挑战。基于空天目标大面积连续监视的光学探测要求,文中以实现空天目标全链路信息耦合的多光谱成像特征精确预测建模及仿真技术研究为目标,创新提出利用FY-2G红外遥感数据推演多种环境条件下的背景上行光谱辐射场分布,结合空天目标与云层的相对位置关系,建立了天基观测条件下空天目标在光学系统入瞳前的辐射特性推演模型,在综合考虑亚像元目标数字成像信号转化特性的基础上,最终突破了全链路模型驱动及信息链路要素耦合的天基在轨空天目标成像特征精准预测模型的构建。开展的具体工作如下:(1)分析了影响空天目标全链路在轨多谱成像特征的主要因素。从复杂环境下空天目标的全链路多光谱成像特性机理着手,首先从目标及背景光谱辐射特性、地球同步轨道红外成像系统工作原理和模式及性能参数耦合关系等方面分析了影响目标在轨成像特征的几大因素。其次,结合环境要素与空天目标的耦合作用机理,分析了空天目标光谱探测预选波段。最后综合考虑目标、背景、传输路径、天基平台及载荷耦合的多光谱辐射传输全链路成像关系,分析了空天目标成像特征仿真技术,为空天目标成像特征仿真及分析奠定了理论基础。(2)针对空天目标辐射特性建模准确度不高的问题,文中基于目标辐射特性实测数据,结合反推演手段实现空天目标上行光谱辐射特性的准确建模。通过对空天目标尾焰特性的分析,结合目标与云层的相对位置关系,开展了基于飞机、导弹尾焰本征红外光谱辐射特性的目标位于云底下、云中及云顶上的辐射传输推演研究,计算了在光学系统入瞳前不同高度及观测角度下的空天目标上行光谱辐射强度,为后续目标在轨精准成像特征模型的建立提供了可靠及准确的数据基础。(3)针对传统复杂背景辐射特性建模真实性不高的问题,文中创新提出了一种利用FY-2G遥感数据及实测数据的复杂海云背景上行辐射耦合特性综合建模方法。首先,为了建立更接近实际的海面红外辐射模型,根据光束传播投射成像关系,结合夜晚及白天海面辐射传输模型,分别提出了基于实测数据的海面发射率及双向反射率计算方法。其次,利用FY-2G遥感数据,反演了中国南海某海域海面温度及云顶温度分布,结合云分类数据及云相函数,重点讨论了不同类型云层背景辐射特性的建模。最后,结合海面、云层、太阳及大气环境辐射的耦合关系,提出了一种与天基探测器采样相匹配的海云耦合辐射传输模型,此模型可推导多种环境条件下的海云背景辐射场分布。(4)针对光学系统PSF与探测器采样间的耦合效应对目标在轨成像特征造成影响的问题,文中基于亚像元目标全链路红外成像原理,建立了空天目标空间成像和能量传输信号转换模型,结合复杂环境要素综合作用空天目标的光学辐射特征模型,形成了空天目标尾焰-海面/云层背景-环境光照-大气-光学系统-光学成像探测器等要素耦合的上行天基传感器入瞳前的全数字化链路光谱辐射特性模型,着重分析了点扩展函数对空间分辨率的最佳耦合条件,实现了光学系统PSF与探测器采样最佳匹配的不同谱段、背景、地域、季节、观测条件下空天目标在轨多光谱成像特征仿真。此研究工作为高轨预警卫星的探测效能分析及系统参数设计提供理论依据及数据支持。(5)针对复杂背景杂波下静态单帧图像中难以实现弱点目标的探测问题,开展了复杂地球背景下空天目标的动态成像特征预测仿真及应用研究。文中综合考虑目标运动特性、亚像元目标成像信号特性等,基于上行天基传感器全数字化链路光谱辐射特性模型,以OSG渲染引擎为平台,研发了OSG天基光学探测仿真平台,实现了空天动目标成像特征序列仿真。引入图像复杂度评估因子,定性评估了一定图像序列的复杂程度下的目标可探测性。此研究工作为天基平台下空天目标探测与跟踪的智能算法提供数据支持。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 汪丽霞;;多光谱成像技术及其在印刷中的应用[J];今日印刷;2017年06期
2 汪丽霞;;多光谱成像技术及其在印刷中的应用[J];印刷质量与标准化;2017年05期
3 袁航;王晓蕊;袁影;张卫国;郭冰涛;;天基平台海云背景下飞机全链路成像特征建模及分析[J];红外与激光工程;2020年02期
4 明瑞锋;韦亚一;董立松;;光学系统像差对极紫外光刻成像特征尺寸的影响[J];光学学报;2019年12期
5 王丽梅;;多光谱成像技术在艺术品复制市场中的应用[J];新闻传播;2014年14期
6 李邈;;轧钢工艺计算机仿真技术研究[J];冶金与材料;2021年03期
7 张爱华;;飞机相遇模型仿真技术研究[J];科学技术创新;2020年28期
8 艾凤明;冯首鸿;梁兴壮;李伟林;林秦州;;基于功率模拟的联合仿真技术研究[J];电气工程学报;2021年02期
9 金亮;王心宇;;射频测量与频谱仿真技术研究[J];中国设备工程;2020年03期
10 赵春辉;;某推料机构的机械仿真技术研究[J];现代制造技术与装备;2020年07期
11 陈秀生;张承瑞;刘日良;兰红波;;数控加工物理仿真技术研究[J];组合机床与自动化加工技术;2006年09期
12 华贵龙;曹二星;;基于行车动力学的交通安全仿真技术研究[J];工程与建设;2020年06期
13 李欣荣;雷庭;于迪;杨云;王浩;刘瑜珂;;一种片上系统片外互连可靠性仿真技术研究[J];电子产品可靠性与环境试验;2020年S2期
14 牛金皓;杨锐;;基于虚拟激励的冲击响应谱仿真技术研究[J];环境技术;2021年S1期
15 汪艺;欧洲仿真技术研究现状[J];制造技术与机床;2005年09期
16 高国龙;;先进的多光谱成像系统[J];红外;2006年07期
17 李思雨;黄少罗;吴巍屹;王武;张建平;;远火武器系统虚拟维修的仿真技术研究[J];兵工自动化;2021年07期
18 张俊飞;郑榆淇;毛勇;;基于刚柔耦合的导弹发射动力学仿真技术研究[J];现代机械;2020年03期
19 杨立健;刘天华;;基于偶极子方式的舰船磁场仿真技术研究[J];舰船电子工程;2017年06期
20 马鹏,徐国强,王玉艳,章建雄;微处理器仿真技术研究[J];计算机工程;2003年02期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 高洁;解东宁;王建国;;飞机逻辑模型与显控模型联合仿真技术研究[A];第十八届中国航空测控技术年会论文集[C];2021年
2 卢永进;韩海荣;高伟;郑文;石饶桥;;船舶管路系统研制中的仿真技术研究[A];2020年数字化造船学术交流会议论文集[C];2020年
3 赵鑫;王成;;基于地面等效的运载火箭平行仿真技术研究[A];'19 全国仿真技术学术会议论文集[C];2019年
4 马金英;侯杭生;马龙;林杰刚;;基于稳态流场的风噪声仿真技术研究[A];2021中国汽车工程学会年会论文集(4)[C];2021年
5 吴颖;郑党党;李欢;任丽强;;基于模型的飞机机电系统综合仿真技术研究[A];第21届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集(CCSSTA21st 2020)[C];2020年
6 陈瑞熙;朱熹;魏玉聪;;大型综合交通枢纽客流应急疏散仿真技术研究[A];第十五届中国智能交通年会科技论文集(1)[C];2020年
7 王坤;;宁波市城市仿真技术研究与实践[A];中国测绘学会2010年学术年会论文集[C];2010年
8 胡勇;李文元;聂少涛;周宏斌;;现代仿真技术研究与应用中值得关注的几个方向[A];中国通信学会第五届学术年会论文集[C];2008年
9 徐飞;王巍;;单粒子效应误差注入仿真技术研究[A];全国第五届信号和智能信息处理与应用学术会议专刊(第一册)[C];2011年
10 刘铮;毛宏霞;马静;许元男;吴开锋;李霞;;目标特性光学探测场景仿真技术研究[A];第十届全国光电技术学术交流会论文集[C];2012年
11 高志龙;姜鹏;颜瓅;;舰船离散系统仿真技术研究[A];2007年CAD/CAM学术交流会议论文集[C];2007年
12 李文伟;李广运;薛姬荣;;作战仿真技术研究[A];2009系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2009年
13 孙鹏文;左正兴;冯慧华;蒋元广;;动力传动协同仿真技术研究[A];人才、创新与老工业基地的振兴——2004年中国机械工程学会年会论文集[C];2004年
14 徐艳丽;沈怀荣;;卫星性能分析与仿真技术研究[A];'2006系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2006年
15 陶德馨;周强;;港口集装箱物流系统建模与仿真技术研究[A];第二届中国港口物流与自动化技术研讨会论文集[C];2004年
16 乔野;聂万胜;丰松江;吴高杨;;复燃对液氧煤油火箭发动机尾焰流场及辐射特性影响数值研究[A];中国力学大会-2015论文摘要集[C];2015年
17 胡杰;谢剑薇;王明印;;基于粒子系统及OpenGL的三维火箭尾焰模拟[A];中国电子学会第十六届信息论学术年会论文集[C];2009年
18 张道卫;郭华东;刘广;丁翼星;;基于OpenGL日地月系统仿真技术研究综述[A];第二十四届全国空间探测学术交流会论文摘要集[C];2011年
19 刘炳辉;杜振勇;梁震涛;;雷达结构协同仿真技术研究[A];2014年电子机械与微波结构工艺学术会议论文集[C];2014年
20 刘兴堂;刘力;;精确制导武器与仿真技术研究[A];中国系统仿真学会第五次全国会员代表大会暨2006年全国学术年会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 袁航;空天目标全链路多光谱成像特征精确预测建模及仿真技术研究[D];西安电子科技大学;2021年
2 徐广州;空间太阳望远镜桁架式前置结构光机集成仿真技术研究[D];中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所);2017年
3 李京英;基于球谐离散坐标法的高超声速飞行器尾焰紫外辐射特性研究[D];西安电子科技大学;2018年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 赵宝国;基于多光谱成像的人体指甲特征信息检测与识别研究[D];中北大学;2019年
2 郝广;基于多光谱成像技术的番茄酱品质与安全快速检测研究[D];合肥工业大学;2018年
3 火成栋;多光谱成像技术在妊娠期高血压性视网膜病变诊断中的应用[D];兰州大学;2018年
4 王欢;医用内窥镜多光谱成像技术研究[D];浙江大学;2018年
5 殷文鑫;基于多旋翼无人机的多光谱成像遥感系统开发及应用[D];浙江大学;2018年
6 柯玲玲;基于气象数据的三维云仿真技术研究[D];浙江工业大学;2019年
7 张慧;鱼类群体行为特性分析及应激仿真技术研究[D];浙江海洋大学;2017年
8 覃贵芳;火电机组热力系统仿真技术研究[D];广西大学;2020年
9 张琳琳;尾焰中典型分子的紫外辐射特性分析[D];西安电子科技大学;2018年
10 赵童童;基于蒙特卡罗方法的飞行器尾焰紫外辐射传输特性研究[D];西安电子科技大学;2018年
11 曾繁盛;固体火箭发动机地面热试车尾焰处理装置的研制[D];华中科技大学;2017年
12 周聪;固体火箭发动机尾焰毫米波辐射及探测方法研究[D];华中科技大学;2017年
13 祝念;高温尾焰红外光谱特性分析及探测波段选取技术研究[D];中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所);2018年
14 万重涛;红外目标与背景的物理叠合研究[D];电子科技大学;2018年
15 张筱娴;高超声速飞行器尾焰红外辐射特性研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
16 曹毅刚;尾焰红外辐射的数值仿真计算[D];西安电子科技大学;2014年
17 李树;火箭尾焰的空间外差光谱探测可行性研究[D];桂林电子科技大学;2015年
18 戴文聪;基于光线跟踪的飞行器尾焰图像仿真方法[D];哈尔滨工业大学;2020年
19 申帅帅;姿轨控发动机尾焰喷射场光学特征与雾化燃烧特性研究[D];中国航天科技集团公司第一研究院;2017年
20 金薄;小型导弹舰面发射尾焰的安全性和干涉性分析[D];哈尔滨工程大学;2015年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 特约通讯员王辉东;我作战仿真技术研究获突破[N];解放军报;2003年
2 记者 史俊斌;火箭尾焰污染治理可以“冰”释前嫌[N];科技日报;2019年
3 钟晖;国内首家“建筑风工程仿真技术研究中心”在沪成立[N];中华建筑报;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978