数字注入式仿真的红外侦察告警系统作用距离等效推算

作用距离是红外侦察告警系统一项重要的性能指标,一般采用外场动态飞行试验方法进行考核。飞行试验只能获得特定气象条件下的作用距离,为评估系统在不同气象条件下的作用距离,提出基于数字图像注入式仿真实验的红外侦察告警系统作用距离等效推算方法。介绍了电影回放式的数字图像注入式仿真实验模式,以及用于作用距离等效推算的数字图像的生成方法,给出了仿真实验应用实例,验证了该方法的有效性和精度。     

不同气象条件下飞机红外辐射等效折算

阐述了红外侦察告警设备作用距离等效折算的重要性及常见方法,推导了不同气象条件下基于飞机目标表观辐射亮度、目标背景表观辐射亮度差的红外辐射等效折算公式,并对其中的假设近似进行了修正计算。通过折算表明:折算后的图像与参考实测图像从灰度分布与变化趋势一致性上符合较好,证明了提出的红外辐射等效折算方法的合理性。     

红外搜索跟踪系统作用距离等效折算

传统的红外搜索跟踪系统作用距离方程存在一定的局限性,没有考虑背景辐射的影响。为了完成红外搜索跟踪系统对天空背景下快速运动小目标,在不同气象和飞行条件下作用距离的等效折算,推导了考虑天空背景辐射的点目标红外搜索跟踪作用距离模型,根据模型对不同气象条件下某型红外搜索跟踪系统对某型靶机的作用距离进行了推算,并利用红外搜索跟踪系统对靶机的飞行试验实测数据对模型进行验证,结果表明,模型精度较高,可以用于外场试验时红外搜索跟踪系统作用距离的等效折算。最后,利用模型对某型红外搜索跟踪系统对特定气象条件、不同飞行条件下某型导弹的作用距离进行了等效折算。     

晴空背景下地基红外告警系统作用距离

作用距离是红外告警系统的重要参数指标,其大小由告警系统、目标和背景等的特点决定。对晴空背景下红外告警系统的作用距离进行了研究,充分考虑了大气传输和大气辐射的特点,建立了作用距离的理论计算模型,结合计算模型和典型数据,针对面目标和点目标两种情况,计算了不同目标高度和不同目标高度角时大气对作用距离的影响。结果表明:在目标飞行高度一定时,只有当目标高度角大于一定角度时目标才可能被探测,该角度随目标的飞行高度增大而减小。     

舰载红外告警分系统的告警距离研究

红外侦察告警设备在战场上已被广泛采用,而红外告警器的告警距离成为决定红外告警系统设计的关键技术。红外告警器可以装备在固定翼飞机、直升机、舰艇、坦克和底边目标上。本文基于舰载红外告警系统的设计,对两种告警波段的红外告警距离进行了研究,得出了各种不同情况下的红外告警距离,对红外告警距离进行了计算和分析,并建立了数学模型。     

采用低发射率红外材料对探测距离和概率的影响

为研究双机空战中目标机采用低发射率红外材料后对攻击机机载红外搜索跟踪系统探测距离和概率的影响,建立了飞机运动过程和机载红外搜索跟踪系统探测距离计算模型,得到了相向飞行、同向飞行和侧向飞行三种典型的双机空战过程中探测距离和概率随飞行时间、速度、轨迹的变化规律。计算中考虑了目标的光谱辐射特征、大气透过率和探测器性能等因素对探测距离和概率的影响。结果表明目标机采用低发射率红外材料抑制红外特征后,在相同探测概率的情况下,探测距离明显减小;在攻击机与目标机相同距离的情况下,探测概率明显下降。     

基于红外测量图像的高速飞行目标等效辐射温度计算方法

高速飞行目标的测量温度对研究其热防护性能有着极其重要的意义,分析了高速飞行目标红外辐射成像的特点,指出了高速飞行目标红外成像较为模糊的3个原因:1)红外光学系统本身使得能量扩散,由点扩散函数表示;2)目标拖尾;3)大气抖动,这使得静止或低速目标辐射测温算法已经不再适用。提出了一种有效计算高速飞行目标辐射温度的方法,首先通过图像分割从红外图像中把飞行目标和背景区域提取出来,再通过标定数据计算目标辐射强度,同时扣除背景能量以及考虑大气透过率,再根据目标的视在面积和发射率计算目标的等效辐射亮度,最后通过查表得到目标的等效辐射温度。     

小目标态势下旋翼飞机红外辐射特性表征及其反演方法

目标红外辐射特性的研究对红外探测距离的预测和评估具有重要的意义。分析了基于红外图像的面目标红外辐射特性反演方法用于反演点目标特性时的局限和不足。通过对红外图像上点目标的提取,结合辐射基本理论,推导了目标辐射亮度、像元数和目标整体辐射强度之间的关系,提出了一种针对小目标态势下旋翼飞机的红外辐射特性反演算法,并利用该算法对某型旋翼飞机的红外辐射强度进行了反演计算,得到了不同观测角度下3~5 μm波段红外辐射强度分布。结果表明,该方法可以实现远距离小目标红外辐射强度的反演,对于红外侦察系统的作用距离评估具有一定的意义。     

天基平台海云背景下飞机全链路成像特征建模及分析

空中目标具有高速机动、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中目标探测体系面临的新挑战。基于空中目标的天基光学探测需求,建立了复杂环境要素综合作用飞机尾焰的光学辐射特征模型,形成飞机尾焰-海面/云层背景-环境大气-光学系统-成像探测器等要素耦合的全数字化链路光谱辐射成像特征精确预测模型。基于实测数据推演了飞机尾焰红外多光谱本征辐射。同时,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,建立了海云背景光谱辐射模型。在此基础上综合考虑了背景辐射、大气路径辐射和大气衰减对飞机尾焰光谱辐射的影响,建立了在光学系统入瞳前目标上行光谱辐射特性模型,结合光学成像系统的衍射效应,探讨了不同谱段、云类型下地球同步轨道红外成像系统对目标的可探测性。研究表明:大气屏蔽波段对目标的探测效能优于宽波段;针对不同的背景选择合理的探测波段有利于目标的高效探测。     

无人侦察机红外辐射特性测试与视距估算

采用长波测温热像仪及光谱辐射计,测试研究了某型短程固定翼无人侦察机的红外辐射特性,给出了其静、动态光谱辐射特性及热场分布特征结果。根据约翰逊准则的判据,并采用坐标变换方法,将目标/背景温差曲线与MRTD曲线在同一坐标系中进行变换与数据拟合,求得某一典型气象条件下无人侦察机的被探测/识别距离。简要介绍了无人侦察机红外隐身的可能途径。试验数据为其隐身性能的改进设计提供了重要依据。