大气层外弹道式目标红外辐射特性两种计算方法对比

空间外热流是影响大气层外弹道式目标红外辐射特性的重要因素,其计算方法产生的精度将直接决定大气层外弹道式目标红外辐射特性计算结果的精度.分别用简化和精细两种模型计算了大气层外弹道式目标的温度场、目标红外辐射分布,对比分析了自转和不自转条件下,两种模型在计算结果上的差异.     

大气层外弹道式目标表面温度场的有限元分析

获取目标表面温度场是进行红外特征分析的重要前提.根据大气层外弹道式目标温度场的轴对称分布特点,在柱坐标系内建立了二维瞬态热传递的有限元模型.模型中的自然边界条件包括太阳辐射、地球辐射、地球反照辐射和空间辐射.最后应用ANSYS软件计算了一种大气层外弹道式目标的表面温度场分布,数值计算表明:在目标飞行全程中,其表面温度在白天和夜晚分别约为34K和14K.该模型对于大气层外弹道式目标的红外探测、隐身和成像仿真具有重要价值.     

大气层外弹道目标红外辐射特性研究

针对来袭弹道导弹大气层外飞行过程中的目标识别问题,提出了对弹道目标的红外辐射探测仿真方法。红外辐射特性是大气层外弹道式目标的基本特性之一,也是开展目标识别的重要依据。对于弹道式目标的红外辐射特性识别的需求,本文开展了天基红外传感器对大气层外弹道式目标探测红外辐射特性的建模与仿真研究工作。首先建立了天基红外传感器对大气层外弹道式目标探测的红外辐射计算模型,接着基于STK/EOIR开展了典型目标的红外辐射特性仿真,最后分析了弹头目标和诱饵的红外辐射特性。     

弹道中段目标动态红外辐射特性仿真计算

利用红外光谱辐射特性进行弹道式空间目标探测和识别是一种有效的方法,用该技术探测弹道式空间目标就要对空间目标的红外辐射特性进行研究.在原有目标和诱饵红外辐射特性模型的基础上,综合考虑目标弹道和姿态运动,空间热环境辐射和内热源传热等因素,利用节点网络法建立了弹道中段目标的动态红外辐射计算模型,实现了在不同时刻、不同观测点、不同运动状态下的中段目标红外辐射特性的仿真计算.根据公开的相关资料,设计了两种目标和诱饵,通过对比分析不同弹道条件下目标与诱饵的辐射特性,验证了计算模型的正确性.     

大气层外弹道式目标群红外成像建模与仿真

针对天基红外传感器对大气层外弹道式目标群的成像仿真问题,建立了有效的目标群红外特性理论模型、天基红外传感器成像模型和成像仿真工作框架.首先,基于诱饵释放过程建立了目标群的弹道运动模型,并分析了阳光与阴影弹道的判断条件,结合弹道目标红外辐射特性计算模型,实现了在不同时刻、不同观测点下的目标群红外辐射特性计算;根据目标群与传感器之间的相对位置关系建立了天基红外传感器观测模型,并分析了传感器对目标群的可观测性,然后结合基于点扩散函数建立的焦平面成像模型,实现了天基红外传感器对大气层外弹道式目标群的动态成像仿真.最后根据仿真结果,分析了天基红外传感器识别弹道式目标群的难点和并提出了解决途径.     

大气层外弹道式目标红外特征的数值分析

讨论了有限元非等温性对辐射的影响,并给出了三结点三角形单元的辐射热流公式.在结点温差较小的情况下,平均温度法被证明是合理的.将大气层外弹道式目标视为点目标,使用平均温度法并利用有限元法分析得到的表面温度场计算了目标的红外辐射强度空间分布.在计算过程中考虑了目标空间方位的变化对红外辐射强度的影响,并提出空间辐射矩阵对目标飞行全程的红外辐射计算进行加速.     

基于TDRNN的大气层外弹道式空间红外目标识别

该文提出一种基于时延回归神经网络(TDRNN)的大气层外弹道式空间红外目标识别方法。该网络采用自适应时间延迟器和输出层回归结构,可以针对输入时间序列信号的局部时变信息自适应选择延迟步长,而且具有边跟踪边识别的记忆性动态识别功能。综合考虑弹道式空间目标热物参数和运动状态、空间环境辐射和红外传感器效应等因素,仿真了典型弹道式空间目标的动态红外辐射强度数据,进行了目标识别实验研究。仿真结果表明,提出的TDRNN网络对于弹道式空间红外目标有很强的分类能力。     

空间目标红外辐射理论分析

首先建立了空间目标的热平衡方程,并利用节点网络法求解了目标表面的温度分布.然后根据普朗克定律计算了目标的红外辐射,给出了求解空间目标红外辐射的一般方法,最后结合具体的实例和相应的简化条件,对大气层外某空间目标的温度分布和红外辐射分布进行了数值计算,计算结果验证了理论分析的正确性.     

太阳辐射对大气层外弹道式目标表面温度的影响

论述了大气层外弹道式目标表面温度的计算方法，对某弹道式目标大气层外飞行过程中当太阳辐射方向改变时其表面温度的变化情况进行了数值计算，分析了目标飞行姿态与太阳辐射方向之间空间方位关系的变化对目标表面温度的影响。     

目标与背景的红外辐射特性仿真方法

基于红外辐射理论,综合考虑自身辐射、反射辐射、大气长波辐射等因素,研究了目标的红外辐射特性仿真方法,编制了目标红外辐射仿真软件。以某钢板为例,建立了目标的仿真计算模型,确定了目标表面的边界条件,计算了目标表面的温度场分布,将仿真计算与试验测量的钢板表面温度数据进行了对比,结果显示:仿真计算的平均误差在1.5 ℃以下,验证了仿真方法的正确性,并在此基础上仿真计算了不同时刻目标的红外辐射特征分布,证明了红外仿真方法的合理性,为车辆与复杂背景的红外仿真计算奠定了基础。     

空间飞行器对背景辐射的反射特性

介绍了飞行器在地球大气层外的主要辐射，给出了飞行器反射背景辐射强度空间分布的计算方法，并运用计算机对距地面几百千米的某圆锥形飞行器中午和晚上在3～5μm和8～14μm波段内辐射强度的空间分布进行了数值计算，得到了合理的结果。     

空间目标温度分布理论分析

分析了影响空间目标温度分布的主要因素,建立了空间目标热平衡方程,并利用节点网络法给出了求解空间目标平衡温度的一般方法,结合具体实例和相应的简化条件,对大气层外某空间目标温度分布进行了数值计算,获得了其在不同的太阳入射角时表面温度的分布曲线,在工程应用中具有一定参考价值.     

空间目标动态红外图像的计算机生成

介绍了大气层外空间目标动态红外图像仿真的实现。对空间目标进行了几何建模和运动特性建模。在此基础上，着重研究了空间目标的红外辐射特性，简化了通常使用的计算航天器温度的节点网络法，建立了空间目标外表面的红外热辐射模型，并将计算结果量化，形成灰度值。最后，利用计算机图形学的方法生成了动态红外图像。     

制冷弹头的红外隐身效果研究

分析了弹道导弹弹头在飞行中段的红外特征，对弹头制冷后红外特征的变换规律进行了数值计算，并定量评估了弹头制冷对导系统的红外隐身效果，最后还论述了在弹头制冷基础上降低弹头表面红外反向率的重要意义。     

弹道目标识别中基于目标翻滚特征分析的仿真研究

弹道目标的翻滚运动特征是进行弹道目标识别比较有效的特征之一,对弹道目标的翻滚运动特征进行分析及其应用研究,以期为弹道目标识别算法的设计提供线索和参考.简要介绍了弹道目标识别的相关原理,采用数据建模和计算机仿真的研究方法,基于目标翻滚特征分析结论着重对圆柱体这类理想空间目标模型在翻滚运动姿态下进行了应用研究,对观测角度和抽样点数的选取进行了详细的仿真分析,并给出了结论.     

基于STK/EOIR的弹道中段目标红外辐射特性研究

提出了一种天基预警系统对弹道中段目标红外探测的仿真方法。利用卫星工具箱的红外模块(Satellite Tool Kit/Electro-Optical Infrared Sensor, STK/EOIR)对中段目标红外辐射的特性进行了研究。首先,提出了基于STK/EOIR的弹道中段目标动态红外辐射特性仿真方法,分析了EOIR目标红外辐射的计算模型和传感器接收模型。然后,给出了典型目标在中波、中长波以及长波红外波段的红外辐照度的仿真结果。最后,对比分析了观测角、观测距离对天基凝视传感器接收目标红外辐照度的影响。仿真结果表明,中段目标红外辐射的强度能满足天基凝视传感器的探测灵敏度要求。     

时间-距离像消隐情况下弹道目标平动补偿

针对传统的弹道目标平动补偿方法不适用于时间-距离像发生消隐的情况,该文提出了一种基于断续微距离变化曲线的弹道目标平动精补偿方法。建立了弹道中段目标宽带回波模型,推导了散射中心微距离变化曲线的理论公式,分析了弹道目标时间-距离像特征,通过提取时间-距离像骨架线分离出各散射中心微距离变化曲线,在此基础上提出了一种进动频率和平动参数联合估计的新方法,并推导了各参数估计的克拉美罗界,对参数估计性能进行了分析。仿真实验验证了该方法的有效性。     

弹道导弹目标回波信号建模与雷达特征分析

介绍了弹道导弹运动目标特征提取和雷达识别的研究概况,针对锥顶不动、进动角固定的匀速进动锥形弹头目标,对其典型运动进行建模,给出了回波的解析表达式,利用数值解的方法,对回波信号进行了频谱分析和时频分析,提取了频谱调制特征和微RCS特征,使用Wigner-Ville分布峰值检测法,提取了回波信号的微多普勒特征,给出了使用雷达微动特征识别弹道导弹弹头的途径.最后给出了回波信号时频分布、微多普勒、多普勒谱和微RCS的仿真结果,证明了理论分析的正确性.