地基红外探测系统的作用距离研究

从红外辐射学原理出发,根据空间目标的特征和环境,首先计算了空间目标在中波段和长波段的辐射强度;然后分析了大气透过率对目标作用距离的影响,并估算出地基红外探测系统对空间目标进行探测的作用距离;最后通过与外场实验数据结果的对比,视距大约为757km的卫星,其表面温度为290K左右,这证明了针对空间目标红外辐射的分析方法是正确的,因此也证明了地基红外探测系统具备探测中低轨道空间目标的能力.     

地基红外系统探测空间目标红外星等的分析

地基红外系统探测空间目标的能力与目标辐射特性、背景辐射特性、大气条件、红外光学系统性能、探测器特性等因素密切相关。分析了空间目标在外太空背景下的红外辐射特性,基于满足红外焦平面探测器的最低可探测信噪比,综合考虑空间点目标成像的弥散斑、背景辐射和大气衰减的影响,推导了地基红外探测系统对空间点目标的作用距离估算方程。红外星等用来计算星体在红外波段的亮度,讨论了用红外星等划分空间目标的方法和原理。根据中波和长波计算红外星等的公式,给出了不同温度的空间目标与对应的红外星等的关系。为地基红外探测系统的设计和应用以及探测不同红外星等空间目标的综合性能评价提供了理论依据。     

海空背景凝视红外成像系统作用距离研究

针对凝视红外成像探测系统作用距离计算问题,在分析传统作用距离模型的基础上,提出基于图像目标信噪比检测依据的新距离计算模型.该计算模型全面考虑了目标与背景的对比度以及红外图像空间起伏噪声特性,给出了复杂背景限制下红外凝视成像探测系统作用距离计算公式.海空背景下舰载红外凝视成像系统探测距离计算实例表明该计算模型相对于原有计算模型能够更准确解决复杂背景情况下红外成像系统作用距离的估算问题.     

基于NETD的红外探测系统作用距离分析

由于红外焦平面阵列(Infrared Focal Plane Array, IRFPA)已成为红外探测器发展的主流,用IRFPA的参数来评价红外探测系统的综合性能变得至关重要。推导了以噪声等效温差(Noise Equivalent Temperature Difference, NETD)参数表示的红外探测系统的作用距离方程,考虑了背景辐射和目标成像弥散效应对探测的影响,计算了不同能见度条件下系统对点源目标的作用距离。结果表明,大气能见度越好,红外探测系统的作用距离就越远。分析了红外探测系统的探测能力随NETD值的变化。随着NETD值的增大,红外探测系统对目标的作用距离显著减小。研究结果能为红外探测系统的设计和性能指标评价提供参考。     

复杂背景下玫瑰扫描红外探测系统作用距离评估方法

对复杂背景下传统作用距离方程无法准确评估红外探测系统作用距离的问题,提出了玫瑰扫描体制下复杂背景中不同辐射亮度区域被探测的概率计算方法,结合推导的玫瑰扫描红外探测系统作用距离模型,得出复杂背景下玫瑰扫描红外探测系统作用距离概率模型。基于红外热像仪采集的背景灰度计算玫瑰扫描红外探测系统响应脉冲幅值的计算方法,利用外场实测数据对该模型进行验证,并与实验结果进行了对比分析,结果证明改进后的概率模型能够一定程度解决复杂背景玫瑰扫描红外探测系统作用距离估算的问题,具有一定的实用价值。     

利用卫星定位数据计算红外探测系统的作用距离

介绍了一种根据卫星定位数据给出的经纬度信息,计算两点之间直线长度距离和最短弧线长度距离的方法。红外探测系统与目标之间的作用距离是一条直线的长度。根据两者的经纬度信息可以算出它们之间的距离。当红外探测系统与目标中有一方在运动(例如地对空、空对地)或者两方都在运动(例如空对空)时,使用该方法或可计算出红外探测系统的作用距离。     

无人机光电探测距离分析

针对低空消费级无人机这种低慢小目标,采用理论建模和对实验中飞行温度参数实测的方法,建立了目标红外辐射模型以及背景辐射参数模型,得到了与实测结果比较相符的红外探测距离。指出了对这类低红外辐射目标,对阳光反射和背景噪声必须精细估算才能得到比较准确的红外作用距离。另外,通过对分析结果的讨论,对未来无人机红外探测系统的设计提出了一些建议。     

红外点目标探测系统的作用距离理论模型分析

系统性地分析了红外点目标探测系统的作用距离理论模型。通过建立大气分层模型,结合MODTRAN模型计算了中波红外光和长波红外光在典型大气条件下的透过率。两者计算结果的对比数据可为红外探测系统设计中的波段选择提供参考依据。通过对目标红外辐射强度的理论模型进行分析,计算了几种典型目标在不同波段的红外辐射强度,为系统作用距离的指标论证提供了支撑。从红外图像噪声的概率密度分布函数出发,推导出了图像信噪比与系统检测概率及虚警概率的理论公式,为检测门限设置提供了参考依据。红外点目标探测系统的作用距离理论模型分析结果对于提升红外探测系统作用距离指标论证的可信度和系统参数设计的合理性具有非常重要的理论支撑作用。     

红外系统点目标作用距离计算方法分析与实例

红外系统的作用距离参数是表征红外系统成像性能的重要指标。目前,红外系统作用距离的计算方法有多种,但都有其各自的适用性和局限性,因此需要考虑不同条件下多种因素对作用距离的影响。本文基于探测能量、基于噪声等效温差（NETD）的和基于对比度的3种点目标探测的作用距离模型,发现在不同条件下应用的局限性。当观测目标为人时,基于NETD的模型计算作用距离为8.74 km,与外场实验数据更为接近。而当观测目标为飞机时,基于能量的模型计算作用距离为32.04 km,与外场实验数据更为接近。结果表明,针对不同特征的目标,选取适当的作用距离计算方法有助于提高系统作用距离估算的准确度。     

论红外探测系统作用距离的比较分析

作用距离是一个描述红外探测系统整体性能的系统级参数.根据有关基本概念,给出了波段光子数平均值的计算方法,讨论了光子数与作用距离的关系,分析了光子数量纲与辐出度量纲之间的联系.探讨了点源目标和扩展源目标作用距离和设计中的有关问题.描述了噪声等效温差以及最小可分辨温差与作用距离的关系.研讨了作用距离的比较问题.指出了系统参数选择例如光学系统 F/#、直径和探测器张角等对于作用距离的影响.叙述了对红外探测系统作用距离的理解和体会.     

红外成像跟踪系统作用距离等效测试方法与验证

考虑到大气环境条件、红外探测器的性能以及目标和背景热辐射特征等因素对红外成像跟踪系统作用距离的影响,针对红外成像跟踪系统作用距离的指标要求,在保证目标成像像素大小和目标与背景图像反差不变的情况下,提出了通过近距离小目标小温差等效替代的作用距离测试方法,并对等效测试的结果进行了远场动态试验验证,所得结果为红外成像跟踪系统的设计和作用距离评估提供了依据。     

多模型预处理和关联度融合检测红外目标

基于对红外检测系统及识别方法的详细分析,研究了用于红外目标检测的算法多模型数据融合技术,设计了一种新的基于灰色关联度数据融合模型.该方法将多种目标检测算法结合起来,利用有限的预处理目标信息,依托n维空间中目标函数曲线之间的灰色空间距离关系来判断目标之间发展过程的相近性和相似性;从关联度分析出发,实现数据融合及红外目标的检测.该方法可以有效的提高红外目标的检测概率、降低虚警率和漏警率.它是以增加检测系统硬件复杂程度为代价,换取红外图像实时检测的可靠性和可信性的.     

论红外探测系统的作用距离

红外探测系统包括用于点源目标的探索系统和用于扩展源目标的热成像系统。作为一个系统级的性能描述参数,作用距离可用于表征探测过程的质量。探测器作用距离方程取决于目标是点源还是扩展源,同时还取决于所期望的是辐射能量形式还是光子形式。介绍了不同条件下的作用距离方程。讨论了系统参数（比如光学系统的F／#、直径和探测器张角等）对搜索系统和热成像系统作用距离的影响。介绍了对红外探测系统作用距离的理解和体会。     

论红外探测系统的作用距离（下）

红外探测系统包括用于点源目标的探索系统和用于扩展源目标的热成像系统。作为一个系统级的性能描述参数,作用距离可用于表征探测过程的质量。探测器作用距离方程取决于目标是点源还是扩展源,同时还取决于所期望的是辐射能量形式还是光子形式。介绍了不同条件下的作用距离方程。讨论了系统参数（比如光学系统的F／孝、直径和探测器张角等）对搜索系统和热成像系统作用距离的影响。介绍了对红外探测系统作用距离的理解和体会。     

Operating Distance Equation and Its Equivalent Test for Infrared Search System with Full Orientation

An operating distance equation of infrared search system with full orientation has been derived for a system design with an infrared point target and with the regular atmosphere condition and objective radiation properties. The traditional operating distance equation of infrared search system is corrected. An equivalent test method of system-operating distance equation is brought forward, if the test conditions are deviated from the regular atmosphere condition and objective radiation properties for the system design. The equation and method can be used to design and test system, and to evaluate comprehensive performances for the infrared search system.     

空间目标温度特性分析及仿真

红外辐射探测是空间目标探测的重要手段之一,而空间目标的外表面温度是研究其红外辐射特性所需的一个重要参数.利用STK软件的输出数据,分析并仿真了不同轨道倾角和高度卫星的太阳帆板和本体外表面的温度特性.该研究结果对空间目标的红外探测具有比较重要的参考价值.     

远程运动点目标探测影响因素分析

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。     

基于多特征融合的弱小目标检测方法研究

提出了一种基于多特征距离图的红外弱小目标检测方法。弱小目标的许多特征,如局部熵、平均梯度强度等,不但刻画了弱小目标的特点而且易于提取。通过特征融合技术,可以将弱小目标检测问题转化成在一个多特征空间的极值求取问题。该方法利用已经提取的多个特征,采用特征融合技术构造一个距离图像,再对该图像进行二值化处理,达到目标检测的目的。通过对实际的红外图像序列进行小目标检测,验证了所提方法的可行性和有效性。     

红外目标探测距离的估算

红外热成像系统探测距离的估算,对于提高红外系统设计水平,降低成本,缩短研制和生产周期都有非常重要的作用.但是探测距离受很多因素,如目标特性,大气传输、热成像系统参数等的影响,这使得红外热成像系统探测距离的估算难度大大增加.传统的红外作用距离估算一般是将大气透过率视为常数的,这会带来很大的误差.本文考虑了大气气溶胶模式下大气透过率随环境的改变,给出了更为具体的红外目标探测距离的表达式.通过编制程序和查找相关数据,计算了热成像系统对点源和扩展源的探测距离.