基于射线跟踪算法的舰船尾迹波红外特征与探测

作     者：张士成 杨立 石恒 Zhang Shicheng;Yang Li;Shi Heng

作者机构：镇江船艇学院船艇动力指挥系江苏镇江212003 海军工程大学动力工程学院湖北武汉430033 

出 版 物：《红外与激光工程》 (Infrared and Laser Engineering)

年 卷 期：2015年第44卷第5期

页      面：1450-1455页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 0824[工学-船舶与海洋工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0704[理学-天文学] 0803[工学-光学工程] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造] 0702[理学-物理学] 

主　　题：红外特征 舰船尾迹波 射线跟踪 红外探测 开尔文尾迹 光照模型 

摘      要：舰船驶过海面后会形成一条长度可达数千米且持续很长时间的尾迹区。这种显著特征为利用尾迹波的红外特征来探测舰船提供了依据。从舰船尾迹区特点出发,实现了尾迹波的可视化仿真。在Cook-Torrance光照模型的基础上建立了适用于舰船尾迹波的红外成像模型。采用射线跟踪算法,并综合考虑太阳辐射、天空背景辐射和大气传输等环境因素的影响,得到了不同探测条件下舰船尾迹波的红外成像特征。结果表明:俯仰角较小时海面整体较暗,舰船尾迹波特征明显;俯仰角较大时海面整体较亮,舰船尾迹波特征减弱;开尔文尾迹的成像特征受气温变化影响较小,湍流尾迹在低俯仰角低气温时为一条暗带,高气温时为一条亮带;海面风速增加,开尔文尾迹最终会无法分辨,湍流尾迹成为唯一可识别的舰船尾迹波特征。