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基于综合信噪比的红外预警卫星窄带探测波段选择

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激光与光电子学进展 2016年第9期53卷 57-63页

作者：苑智玮黄树彩熊志刚唐意东空军工程大学防空反导学院陕西西安710051

在宽带探测模型的基础上,综合考虑光谱精细度以及数据量,融合窄带光谱信息进行目标识别,提出一种基于综合信噪比的红外预警卫星窄带探测波段选择方法。依据预警卫星窄带成像机理加入窄带滤光片,综合考虑目标和背景辐射、暗电流噪声以及... 详细信息

在宽带探测模型的基础上,综合考虑光谱精细度以及数据量,融合窄带光谱信息进行目标识别,提出一种基于综合信噪比的红外预警卫星窄带探测波段选择方法。依据预警卫星窄带成像机理加入窄带滤光片,综合考虑目标和背景辐射、暗电流噪声以及探测器仪器热噪声等的影响,提出较为完备的综合信噪比计算模型。以国防支援计划(DSP)预警卫星为例,选取中心波长在2.726,2.835,3.012,4.339μm处带宽为10nm的窄带波段为探测波段,计算了尾焰在不同高度下的综合信噪比光谱。

关键词：探测器红外预警卫星探测波段综合信噪比目标识别

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数字天顶摄影测量探测波段的研究和设计

测绘技术装备 2009年第1期11卷 13-15,12页

作者：陈晓宁孙韬李莹西安科技大学测绘科学与技术学院陕西西安710054

数字天顶摄影测量仪的研制必须要优先进行探测波段的研究,探测波段的合理设计能够极大地拓宽天顶摄影测量仪的探测领域和范围,使天顶摄影测量仪真正实现数字化、全天候、高速高效的测量模式。

关键词：天顶摄影测量仪探测波段恒星特征光谱特征

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提高空间目标温度测量精度的波段优选方法

应用光学 2012年第4期33卷 738-742页

作者：王国强吴元昊曹景太中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

为提高空间目标温度的测量精度而进行波段优选方法的探索。建立空间目标温度测量数学模型和波段优选评价函数数学模型,仿真分析探测波段对红外系统的测温灵敏度、温度分辨力和信噪比的影响,实现系统探测波段的优选。仿真结果表明,优选... 详细信息

为提高空间目标温度的测量精度而进行波段优选方法的探索。建立空间目标温度测量数学模型和波段优选评价函数数学模型,仿真分析探测波段对红外系统的测温灵敏度、温度分辨力和信噪比的影响,实现系统探测波段的优选。仿真结果表明,优选的探测波段为中心波长范围8.0μm～9.6μm,波段宽度60nm,温度分辨力最高可达到0.06K,同时可获得大于5的信噪比。结论:提出的方法可以使测温灵敏度和温度分辨力分别平均有8.7%和11.3%的提高。

关键词：信噪比探测波段波段宽度

类HTV-2高超声速滑翔飞行器红外辐射特征与可探测性分析

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光学学报 2017年第12期37卷 37-46页

作者：杨霄牛青林贺志宏董士奎哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

以类HTV-2高超声速滑翔飞行器为研究对象,对其红外辐射特征进行了仿真分析。综合考虑了目标、背景、传输过程的方向和光谱特性,系统分析了地基平台、浮空器、天基卫星对类HTV-2高超声速飞行器的红外探测能力,得到了不同探测波段、不同... 详细信息

以类HTV-2高超声速滑翔飞行器为研究对象,对其红外辐射特征进行了仿真分析。综合考虑了目标、背景、传输过程的方向和光谱特性,系统分析了地基平台、浮空器、天基卫星对类HTV-2高超声速飞行器的红外探测能力,得到了不同探测波段、不同探测平台的最大探测距离。研究结果表明,目标的红外辐射强度受观测方向的影响较大,最大探测距离随探测器灵敏度的增加而增大,中波波段(3.7~4.8μm、3.0~5.0μm)的探测距离比长波波段(7.7~9.5μm、8.0~12.0μm)的大。

关键词：探测器红外辐射特征探测距离高超声速滑翔飞行器探测波段探测平台

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分波段和分区域的偏振图像去雾方法研究

分波段和分区域的偏振图像去雾方法研究

作者：王子宁哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

雾天环境下存在着很多散射能力强的介质粒子,目标反射光因此受到吸收和散射的影响,同时环境中的部分大气光也会因此出现散射。这些大气光作为成像的干扰项,随着场景深度或者是介质厚度的不断增加而积累。同时场景目标的辐射度还会在散... 详细信息

雾天环境下存在着很多散射能力强的介质粒子,目标反射光因此受到吸收和散射的影响,同时环境中的部分大气光也会因此出现散射。这些大气光作为成像的干扰项,随着场景深度或者是介质厚度的不断增加而积累。同时场景目标的辐射度还会在散射介质的传播过程中出现一定的衰减,最终导致探测器所采集到的图像出现一些对比度下降,色彩信息丢失等情况。对雾天条件下图像的色彩信息进行复原,已成为目前图像处理领域一项科研热点。到目前为止,对图像进行去雾复原的方法可以分为图像增强去雾和物理模型去雾。其中通过图像增强实现去雾的方式不考虑雾天对成像造成的影响,只单纯提高对比度,可能会对图像中的某些信息造成过损失或者过增强的现象;而通过物理模型实现去雾通常是对不包含偏振信息的图像进行滤波处理,忽视了光本身固有的偏振特性对成像带来的影响。本文研究了雾天环境下散射光的偏振特性,并分析了不同探测波段和介质厚度对偏振特性的影响,提出了一种通过分探测波段和分介质厚度处理的偏振图像去雾算法。本文的主要研究内容如下:成像波段、介质厚度对散射介质偏振度的影响研究。光在介质中传播,假设介质浓度均匀,在介质的厚度保持不变的情况下,研究探测波长对大气光偏振度的影响;在探测波长保持不变的情况下,研究介质厚度对大气光偏振度的影响。基于散射光偏振特性对分波段去雾算法进行研究。根据探测波段对散射光偏振度的影响,本文提出了分波段偏振图像去雾算法。根据偏振光学成像理论和大气散射理论对偏振去雾的方法进行分析,并建立模型。根据该模型对彩色图像的三个颜色通道的散射光偏振度分开估计并对三个通道进行相应的补偿,从而得到各颜色通道的散射光偏振分量,最终降低了不同探测波段光散射对图像的影响,得到分波段的偏振去雾复原结果。基于散射光偏振特性对分介质厚度去雾算法进行研究。图像不同区域对应不同的介质厚度,本文通过实验验证了介质厚度对大气光偏振度的影响,并在此基础之上进行了分介质厚度的偏振去雾算法研究。首先通过算法估计图像中介质厚度的空间分布情况,分别计算图像中不同介质厚度所对应大气散射光分量,从而修正偏振图像去雾模型,并通过修正后的模型得到分区域偏振图像去雾结果。

关键词：偏振特性图像去雾介质厚度探测波段大气散射光

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远程运动点目标探测影响因素分析

激光与红外 2014年第8期44卷 898-901页

作者：骆守俊李江勇夏寅辉喻松林华北光电技术研究所北京100015

红外系统实现远程探测,其影响因素很多,如运动点目标的特性,背景辐射,近场光学辐射,探测器的性能特性。本文从点源目标探测基本原理出发,以深空背景条件下探测大气层外的目标物为例,建立远程目标红外探测距离估算模型,分析了影响探测距... 详细信息

红外系统实现远程探测,其影响因素很多,如运动点目标的特性,背景辐射,近场光学辐射,探测器的性能特性。本文从点源目标探测基本原理出发,以深空背景条件下探测大气层外的目标物为例,建立远程目标红外探测距离估算模型,分析了影响探测距离的相关因素,为远程红外系统的指标设计提供理论参考。

关键词：远程探测光子近场光学辐射探测波段 D*

典型环境下空间目标红外细致光谱辐射特性研究

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典型环境下空间目标红外细致光谱辐射特性研究

作者：陈博东南大学

学位级别：硕士

随着现代航空航天技术的不断发展,空间目标扮演着越来越重要的角色,出于国家安全的考虑,对空间目标进行隐身保护和有效识别具有重要意义。而对隐身和识别的研究均建立在对空间目标特性的研究基础上,空间目标的红外辐射特性是目标特征指... 详细信息

随着现代航空航天技术的不断发展,空间目标扮演着越来越重要的角色,出于国家安全的考虑,对空间目标进行隐身保护和有效识别具有重要意义。而对隐身和识别的研究均建立在对空间目标特性的研究基础上,空间目标的红外辐射特性是目标特征指标中的重要参数,随着探测器精度的不断提高,检测出目标所在位置的背景环境辐射特征已逐渐成为可能,对在一些典型环境下的目标细致光谱红外辐射特性的仿真研究具有重要的实际意义。本文以空间目标中的三轴稳定式卫星和钝头锥导弹弹头为主要研究目标,结合典型背景环境计算分析空间目标的稳态红外辐射特性,并分析环境条件对薄壳封闭式目标红外辐射特性的影响因素和影响程度。本文完成的主要工作如下:首先,构建了空间目标的运动特性模型,获取了在轨运行卫星以及飞行导弹全过程不同时刻的运行位置和各节点微元面的外法向量。通过微元法计算了目标各节点表面接收到的太阳辐射、地球辐射和地球反射太阳辐射,实现了目标接收的轨道外热流的计算。通过热平衡方程,计算了目标各节点表面的稳态温度和光谱辐射出射度。其次,根据MODIS陆地、海洋、雪、海冰、云顶温度产品构建了全球温度分布和下垫面类型分布,以此作为MODTRAN的输入参数,计算了每个地表微元到达目标的地球辐射辐亮度和地球反射太阳辐射辐亮度。仿真分析了某三轴稳定式卫星和钝头锥导弹的细致光谱红外辐射特性,比较了与传统方法计算得到的目标节点温度等特性。结果表明,卫星向地面的温度绝对偏差最大为29K,地球辐射最大绝对偏差为32.02W/m,地球反射太阳辐射最大绝对偏差为198.30W/m;导弹的整体温度最大偏差为15K。证明了环境条件、运行位置、运行姿态等条件对目标的红外辐射特性均有影响。最后,采用控制变量的方式,改变下垫面温度、下垫面种类、大气水分含量、气溶胶种类、太阳入射方向、离地高度等因素,计算了某三轴稳定式卫星向地面在3-5μm、8-14μm波段的积分辐射出射度,并分析了其影响因素和程度。结合具体算例,分析查找了目标向地面辐射出射度对环境条件比较敏感的探测波段。结果表明,针对低发射率、低吸收率卫星的向地面,下垫面温度对目标的反射辐射特性影响较大;下垫面平均反照率对目标的自发辐射影响特性较大,水分含量、气溶胶能见度对红外波段的地球辐射辐亮度影响较小;当下垫面反照率较大时,气溶胶能见度对地球反射太阳辐射辐亮度具有一定影响;太阳入射方向和目标的相对位置关系对目标可以接收到的太阳辐射和地球反射太阳辐射影响显著。

关键词：空间目标典型环境细致光谱辐射特性影响因素探测波段

风云四号辐射成像仪及其数据在卫星气象中的应用

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自然杂志 2018年第1期40卷 1-11页

作者：王淦泉沈霞中国科学院上海技术物理研究所红外探测与成像技术重点实验室上海200083

人类社会的发展与气象观测密不可分,通过气象卫星观测气象是气象预报的重要手段。气象卫星主要分为极轨气象卫星和静止气象卫星两类。辐射成像仪一般是各类气象卫星的核心载荷,用于获取目标不同光谱波段的辐射数据。卫星气象是指对气象... 详细信息

人类社会的发展与气象观测密不可分,通过气象卫星观测气象是气象预报的重要手段。气象卫星主要分为极轨气象卫星和静止气象卫星两类。辐射成像仪一般是各类气象卫星的核心载荷,用于获取目标不同光谱波段的辐射数据。卫星气象是指对气象卫星获取的辐射数据进行分析处理,利用分析结果进行气象和气候预报。本文重点介绍了中国最新研制发射的第二代地球静止气象卫星——风云四号辐射成像仪的性能和技术特点,并介绍了辐射成像仪数据产品在卫星气象中的应用。

关键词：气象卫星卫星气象辐射成像仪探测波段气象产品

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地球静止轨道上沙尘暴探测技术的研究

红外 2004年第3期25卷 23-27页

作者：范红中国科学院上海技术物理研究所

无论从时间尺度还是从空间尺度的监测来看,卫星遥感探测沙尘暴都是一种极重要的手段。极轨卫星6小时一次的时间分辨率,对于持续时间较短的沙尘暴过程来说,往往会漏失监测的有效时机。静止气象卫星每半小时提供一幅占地球表面1/3的全球... 详细信息

无论从时间尺度还是从空间尺度的监测来看,卫星遥感探测沙尘暴都是一种极重要的手段。极轨卫星6小时一次的时间分辨率,对于持续时间较短的沙尘暴过程来说,往往会漏失监测的有效时机。静止气象卫星每半小时提供一幅占地球表面1/3的全球圆盘图像,可用于沙尘暴信息的实时提取和监测,因此优于其它的光谱测量。本文主要介绍沙尘粒子的分布特征,以及如何通过气象卫星的可见光波段和红外波段探测沙尘暴,为静止气象卫星高频次地监测沙尘暴的发生和演变提供了依据。

关键词：沙尘暴地球静止轨道探测波段静止气象卫星米氏散射时间分辨率分布特征