基于中尺度数值大气模式的海雾特征参数研究

为了研究掠海激光类武器在海雾气溶胶环境下的回波特性,需要进一步获取海雾气溶胶的特征参数。基于中尺度数值大气模式的天气研究与预报模型,在垂直空间针对海雾所在空间区域设置更为密集的η分层,对2015年4月28日~2015年4月29日的渤海海雾过程进行数值模拟分析,得到云水混合比、雾顶高度等海雾特征参数的数据,进而计算出影响激光回波的水平能见度数据。研究结果表明：对于海雾所在空间区域（海拔高度400 m以下）,增大η分层数能够进一步细化海雾的特征参数,提高获取的数据精度;能见度参数可以通过云水混合比等海雾特征参数推算得到,其精度受海雾参数精度影响。     

天空偏振光分布的实验研究

生物能够进行偏振光导航定位,一方面是其本身具有对太阳光偏振方向极其敏感的视觉神经系统,另一方面是天空中存在一个可供感知的大气偏振光模式图.天空偏振光分布受观测波段、天气条件以及太阳高度等因子的影响,使大气偏振光模式图具有不稳定性,从而降低了偏振光导航的适用性.着力研究这些影响因子与天空偏振光分布之间的关系,利用全天空偏...     

基于局部大气修复的偏振导航方法

仿生偏振导航是一种利用天空光的偏振分布模式信息进行导航的方法,具有抗干扰性能好、误差不随时间积累等优点,受到了广泛的关注。但是其在图像采集过程中视野容易受到遮挡,导致图像信息丢失进而严重影响导航精度。针对上述问题,提出一种基于局部大气修复的偏振导航方法,建立基于图像相似块偏移量统计特性的修复模型。通过计算出天空中每一个图像块对应的偏移量直方图,得到每个像素点对应的偏移量,根据偏移量进行图像的修复。对修复后的天空图像进行处理,解算天空偏振分布模式,算出太阳方位角,实现导航的目的。仿真与实验结果表明：该算法能适应视野内部分遮挡环境,去除视野中的随机遮挡,恢复图像细节信息,部分遮挡条件下航向角误差降低至1°以内,比未修复前精度提高了约61%。     

雾与涂漆目标基于旋转偏振角的激光偏振特性

针对缺乏可用于区分雾和涂漆目标差异的散射激光偏振特性数据,采用了基于旋转偏振角的激光偏振特性测试方法,测量了低浓度水雾和油罐车样品偏振特性,实验测量发现:在偏振角45°范围内,利用散射激光偏振特性具有区分水雾和涂漆金属目标样品的能力。为了验证这一现象,改变入射激光频率和脉宽参数,并对中高浓度水雾和涂漆装甲车目标样本实验测量。验证结果表明:在不同入射激光频率和脉宽参数条件下,随着入射线偏振激光的起偏角度的增大,水雾的散射激光偏振度呈现先降低再增大的趋势,在偏振角45°处出现最小值;而测试中涂漆金属目标样品的偏振度随起偏角的变化没有明显改变,且偏振度值均大于水雾在偏振角为45°时的偏振度。     

海天背景红外辐射特性研究

在红外波段,背景的辐射特性直接影响红外武器对目标的探测和识别能力,文章就海天背景辐射特性进行了分析和讨论,并用Modtran大气传输模型软件计算了不同天顶角和不同观测高度时海天背景辐射亮度。     

点目标反射太阳短波红外辐射特性分析

针对过强的太阳辐射会影响成像质量问题,分析了点目标反射太阳短波红外辐射过程以及目标、地球和太阳之间的几何位置关系,建立了大气层表面的太阳短波红外辐射模型,太阳高度角、太阳方位角和太阳入射角计算模型,以及地面点目标反射太阳短波红外辐射模型,对这些模型进行了仿真试验,揭示了太阳高度角、太阳方位角和太阳入射角随时刻的变化规律,太阳短波红外直射辐射、散射辐射和地面反射辐射随时刻的变化规律,以及点目标反射太阳短波红外辐射随时刻的变化规律,并利用试验图像验证了模型的有效性,为研究短波红外成像等提供参考。     

碳化硅-铝射流侵彻新型反应装甲的仿真研究

为研究碳化硅-铝(SiC-Al)射流对新型反应装甲的侵彻性能,运用AUTODYN软件仿真计算,分析不同参数的SiC-Al射流成型规律以及对新型反应装甲的侵彻效果。结果表明:锥角、装药高度对SiC-Al射流成型影响较大,锥角80°时成型效果最好,装药高度为1.3D和1.5D时射流头部较稳定;射流头部速度随锥角、壁厚的增大而减小,随装药高度的增大而增大;射流侵彻反应装甲时,侵彻效果随药型罩壁厚的增大而增强,随炸高的减小而减弱,可实现对新型反应装甲的穿而不爆。     

大气信道激光通信系统光束偏振特性

不同偏振特性光束受大气影响特性不尽相同,合理选取最优偏振态光束作为激光通信系统光源,可大大降低通信系统受大气湍流的影响.研究不同初始偏振态激光光束在大气中传输的光强闪烁效应,给出偏振态激光光束经大气传输后闪烁因子的表达式.设计并制作多参数高精度可控激光光源,并采用大气湍流模拟装置来模拟大气湍流,对不同初始偏振态激光光束...     

大气传输中舰船红外辐射分布的计算方法

舰船红外辐射包括自身辐射和环境辐射两个方面,影响因素多,计算复杂,并且其到达探测器前,要经过一个大气传输过程,受到吸收和散射衰减.舰船上红外辐射分布可通过构建稳态热平衡方程来得到,而大气衰减作用可等效为透射率的变化.     

大气湍流和色散导致脉冲展宽的分析比较

分析对比了星地激光通信系统中由于大气湍流和大气色散导致的脉冲展宽.计算了大气湍流导致脉冲展宽量与湍流大气折射率结构常数、传输距离、传输链路天顶角和初始脉宽之间的关系.根据大气压强和温度随高度变化的实测数据,推导出1.55μm波段的大气折射率,计算得到大气色散导致脉冲展宽量与光谱宽度、传输距离、传输链路天顶角、初始脉宽和...     

二维分形海面参数对极化椭圆参数的影响

为了研究海面参数对于共极化信号的极化椭圆二参数的影响,利用全极化散射矩阵、Stokes矩阵以及共极化信号公式,通过模拟不同的海面参数发现:极化椭圆方向角漂移仅受合成孔径雷达(SAR)入射角的影响,不受海面粗糙度和海浪主波长的影响;同时还发现只有当海浪主波长发生变化时,椭圆率才会发生较小的改变。     

高轨环境中GNSS可见性及几何精度因子分析

通过对高轨航天器轨道及全GNSS星座的模拟,分析了地球同步轨道和大椭圆轨道环境中GNSS的可见性,以及高轨航天器轨道倾角与轨道高度对GNSS分系统(GPS,GLONASS,BDS,Galileo)可见性的影响,提出了配置惯性导航系统的方案来解决短时间内可见星缺失、GNSS间歇性失效的问题,并通过对惯导器件短时误差的分析验证方案的可行性;为了改善高轨环境中GNSS几何精度因子,提出了载波相位时间差分的方案,对比分析了采用非差和差分GNSS所得几何精度因子,统计结果显示差分GNSS具有更优的几何精度。     

着靶角对PELE横向效应的影响

PELE是一种基于新型作用机理的弹药,能使目标产生明显的横向效应,对靶后目标形成有效的杀伤。为研究着靶角对PELE横向效应的影响,对不同着靶角下PELE侵彻靶板的过程进行了数值分析。结果表明:着角对PELE横向效应影响显著。当着角在0～60°,随着着角的增大,破片最大径向速度增大,散布面积增大,破片数量增多,横向效应增强;当着角大于60°,随着着角的增大,PELE横向效应逐渐丧失;当着角在30～60°,PELE横向效应和后效毁伤性能最佳。     

调频连续波激光引信回波特性仿真分析

调频连续波(FMCW)激光引信相比于脉冲激光引信具有较强的抗干扰能力,但仍会受到云雾的影响,主要表现为后向散射回波引起虚警,同时云雾粒子的散射和吸收作用导致激光能量衰减。为研究FMCW激光引信的回波特性,基于激光探测原理和Mie散射理论,建立激光引信探测的蒙特卡洛仿真模型;在激光引信和目标均处于云雾中的情况下,对激光引信的回波进行仿真,得到了不同能见度下的FMCW激光引信回波信号,分析了云雾能见度对FMCW激光引信回波信号的影响。该仿真方法可应用于FMCW激光引信抗云雾干扰方面的参数优化设计。调频连续波(FMCW)激光引信相比于脉冲激光引信具有较强的抗干扰能力,但仍会受到云雾的影响,主要表现为后向散射回波引起虚警,同时云雾粒子的散射和吸收作用导致激光能量衰减。为研究FMCW激光引信的回波特性,基于激光探测原理和Mie散射理论,建立激光引信探测的蒙特卡洛仿真模型;在激光引信和目标均处于云雾中的情况下,对激光引信的回波进行仿真,得到了不同能见度下的FMCW激光引信回波信号,分析了云雾能见度对FMCW激光引信回波信号的影响。该仿真方法可应用于FMCW激光引信抗云雾干扰方面的参数优化设计。     

镁粉对造雾剂燃烧性能的影响

采用CAE(Chemical Eguilibrium and Application)软件对造雾剂的燃烧产物组成和燃烧反应热力学参数进行了理论计算,使用红外测温仪、高速摄影仪和X射线衍射仪等对不同镁粉含量的造雾剂的燃温、燃速和燃烧残渣率进行了分析测试,将二者进行了对比分析,研究了镁粉对于造雾剂燃烧反应过程以及成雾可见光遮蔽性能的影响。理论计算结果表明,平衡态燃烧产物中气相产物主要包括气化的氯化物和CO2、CO、H2O、H2等,凝聚相产物主要为Mg O。实验结果表明,镁粉对燃温、燃速的控制作用较大,对燃烧反应和凝结核的生成和核化过程有重要影响。镁粉含量增加到8%时,造雾剂的燃速迅速上升到1.26 mm·s-1,燃温迅速升高到2000 K。当燃温达到1773 K以后,氯化物的核化过程顺利进行,成雾的可见光遮蔽性能逐渐变好。实验结果与理论结果在燃温的变化趋势以及燃烧产物组成方面较为符合,但理论值比实测燃温要高300~500 K,而燃烧残渣与理论计算的凝聚相产物含量方面有所差异,镁粉含量小于5%时,实测残渣率远大于凝聚相产物的理论值,而当镁粉含量大于6%之后,实测残渣率小于凝聚相产物的理论值。     

无线电引信海面后向散射系数仿真分析

针对无线电引信在海杂波背景下目标检测问题的需要,在分析入射余角、工作频率、极化方式以及海面状态对后向散射系数影响的基础上,给出了海杂波对引信信杂比的影响,并对Morchin模型和双尺度粗糙面复合模型两类海面后向散射模型进行仿真和拟合;仿真结果表明:在大入射余角条件下,较双尺度粗糙面复合模型,Morchin模型能够取得更好的拟合效果,更有效地反映无线电引信超低空工作时海面后向散射系数.