地球临边场景红外遥感成像仿真方法

地球临边场景仿真是卫星红外探测领域的关键组成部分,是空中高速目标远距离探测场景模拟的重要基础。临边观测下的地球表面近似于球面,传统的基于海洋三维形态并计算表面辐射特性的海洋红外图像仿真方法不适用。云层的厚度和高度对红外辐射传输特性的计算有重要影响,视云层为粒子团的处理方法会大大降低仿真的计算速度。因此,研究了海洋和云的红外辐射模型、地球-空间坐标系与红外相机坐标系的转换关系和大气传输模型,提出地球临边场景红外遥感成像仿真方法。根据场景组分的差异,分别建立海洋分布模型、多层云分布模型,并根据海洋和云层的红外辐射与反射特性,构建地球临边场景红外辐射模型。通过地球-空间坐标系与相机坐标系的转换关系,利用大气传输理论和传感器效应仿真,计算各观测角度的地球临边场景卫星遥感红外仿真图像。实验结果表明:仿真得到的红外图像画质清晰,符合地球临边场景红外辐射特性,其平均拉普拉斯算子和可达0.15,平均灰度梯度可达0.70。     

基于场景模型的热红外遥感成像模拟方法

为实现升空后运行的卫星的整体性能处于最佳状态,通常在卫星发射前,采用计算机仿真的方法对从地表到影像获取的整个遥感物理过程进行模拟.针对现有模拟方法不能全部采用辐射传输、成像等物理模型,实现大场景、复杂地表覆盖情况下的热红外遥感成像模拟,在基于场景模型的热红外遥感成像模拟基础上,将模拟系统分为地表场景模拟、大气作用模拟及传感器成像场景,重点对模拟各场景所涉及的物理模型和算法进行了综述和分析,并初步构建了大场景、复杂地表覆盖下模拟的技术框架,是对热红外遥感成像模拟的一种全新而有益的尝试,对相关研究工作也有一定参考价值.     

基于Vega的场景红外成像仿真研究

红外成像仿真在国防、军事、航空、航天等领域有着极其重要的应用价值.鉴于此,在分析红外成像仿真原理的基础上,提出了一种基于Vega的场景红外成像仿真方法.并详细论述了建立大气传输模型、场景建模及其红外辐射建模的方法.最后利用视景仿真软件Vega进行了红外成像仿真,仿真结果证实了该仿真方法取得了理想的仿真效果,有助于红外成像仿真技术的发展.     

基于可见光图像的红外场景仿真

针对景象匹配系统对红外图像的迫切要求,提出了一种利用可见光图像仿真生成红外图像的方法.首先,设计了红外场景仿真的总体方案;其次,对其中的基于可见光图像的材质信息分类、目标表面温度模型的建立及红外特征图像的生成3个关键技术做了初步实现;最后,结合红外场景仿真算法完成了典型电厂目标红外场景序列图的生成.实验结果表明:该方法生成的24 h序列图像与实拍红外图像的变化规律基本一致,从而为可见光图像制备红外基准图提供了一种有效途径.     

基于DMD红外场景仿真系统的研究及应用

系统地介绍了数字微镜器件(DMD)的工作原理、发展及应用。分析了DMD在红外场景仿真应用中所面临的主要技术问题,包括二进制脉宽调制(BPWM)可能产生的短暂假信号、动态范围受微镜衍射的限制、出射光瞳的均匀照射、DMD光学窗的光谱透射以及投影仪与被测导引头同步等。同时基于DMD开发了红外场景仿真原理样机,经测试可在受控的环境下逼真模拟比较复杂的战场环境,并能对红外制导系统的性能进行评估和系统参数优化。该系统可用于红外成像导引头与红外成像火控系统的半实物仿真、光电对抗以及红外成像武器系统的教学训练,并可根据用户的要求研制紫外和可见光场景的仿真系统。     

建筑物目标三维红外场景仿真

提出了建筑物目标三维红外场景仿真方法。首先分析了三维场景模型的生成方法,采用软件绘制的方法获取三维场景,并将其加载至OpenGL环境中进一步处理;然后分析了三维红外场景的生成方法,对辐射源进行三维模拟,建立红外成像模型,得到目标表面红外辐射特性;最后模拟红外热像仪生成目标三维红外场景,给出了仿真结果和温度对比曲线。实验结果表明,仿真图像真实地反映了建筑物目标的红外辐射特性,各部分温度与实测温度变化规律基本一致。本文所述仿真方法切实可行,达到了场景仿真的效果。     

海面复杂红外场景仿真系统

针对红外成像反舰导弹导引头视景的仿真问题,建立了海面复杂红外场景计算机仿真生成系统。对于视景的空间参数,首先给出仿真在用于描述空间关系的坐标系的定义以及它们之间的关系,然后分别分析了物体和背景的空间参数解算策略;对于场景的红外特性,从各个物体的红外特性、海面背景红外特性以及大气红外特性三个方面进行讨论。最后,给出整个仿真系统的运行流程。实验表明,该仿真系统能够有效的实现海面复杂场景的仿真,可以用于与红外成像反舰导弹相关的仿真研究中。     

基于遥感反演的地球红外背景建模

模拟地球红外辐射背景的前提是要获取可靠的全球表面温度。利用卫星遥感数据可以反演得到较精确的地表温度。反演算法采用了应用广泛的分裂窗算法,并将反演结果绘制成了全球表面温度分布图。同时,建立了完整的地球红外辐射亮度模型,考虑不同地域、纬度和季节模式下的大气辐射亮度和大气衰减。通过遥感反演技术与红外辐射建模技术的结合,最终完成了任意波段全球红外辐射背景亮度的计算与图像生成。结果表明:模拟的地球红外辐射图像效果精细,真实反映了地球背景的红外辐射特征,在空间目标的热环境分析,以及空间红外探测与隐身技术的研究等方面具有重要的应用价值。     

基于Vega Prime的红外场景生成技术在成像制导仿真系统中的应用

描述了利用VegaPrime生成红外场景的方法,针对该方法在成像制导仿真系统应用中出现的问题进行了讨论.介绍了地形场景模型的建立方法;分析了制导仿真图像生成、仿真数据流程等方面存在的问题,并提出了解决方法.最后,就该技术在红外成像制导系统仿真中的应用进行了讨论,并给出了仿真结果.     

动态红外场景仿真方法研究

利用计算机模拟生成动态合成场景,是红外仿真系统中最适用和方便的图像提供方法.首先对动态红外场景的仿真过程、实现方法进行了论述.介绍并分析了几个典型的仿真模型,展望了未来的发展趋势,并给出了红外场景仿真的部分实验结果,最后对今后的研究提出了几点看法.     

航天光学遥感成像半实物仿真系统研究

航天光学遥感器的研究周期长、成本高,为了保证航天遥感卫星在轨成像性能,在卫星发射前,必须在地面进行深入可靠的仿真试验研究。本文建立了由六自由度机械臂为运动平台的航天光学遥感成像半实物仿真系统,首先建立坐标系模型并求取坐标转换参数,然后依据STK(System Tool Kit)软件生成星历数据,经坐标转换后输入到机械臂控制系统,最后根据TDI CCD相机的成像原理,控制机械臂使TDI CCD相机对三维地形沙盘线性推扫,从而获取线阵仿真影像。仿真结果表明,建立了正确有效的仿真坐标系,可快速、稳定、实时地模拟航天遥感对地推扫成像过程,且仿真影像中均匀分布的12个圆形靶标的圆度均优于0.95,证明仿真影像质量较高,可满足遥感目标的探测与识别仿真算法研究的需求,为航天光学遥感成像仿真系统的研究提供一定参考。     

基于低空遥感系统的星载光学遥感器成像仿真

在星载光学遥感器设计过程中,利用计算机仿真技术模拟遥感器成像过程能够评估遥感系统设计可行性,并预测遥感器成像能力。针对高分辨率星载光学遥感器成像特点,提出一种基于低空遥感系统的成像仿真方法。以低空宽视场和多光谱图像数据为基础,利用图像分类、分类拟合等方法生成低空多光谱宽视场仿真图像,采用经验线性法进行反射率反演,结合星载光学遥感器空间分辨率、MTF、光谱响应等特性以及大气辐射传输理论得到遥感器入瞳处辐亮度仿真图像。将QuickBird卫星作为仿真对象,开展成像仿真实验,并评价仿真精度。实验结果表明仿真图像与卫星图像保持较高相似程度。     

基于单片机的红外遥感电机控制

介绍一种基于单片机AT89S52的通过红外遥技术来控步进电机动作的设计。系统采用模块化设计,分为由遥控发射器、一体化接收头组成的红外遥感部分和电机驱动、电机组成的步进电机部分以及由4个发光二极管组成的指示灯部分。通过红外遥控器来控制步进电机的运动,并由发光二极管来指示步进电机的运行状态。对该系统的工作原理、硬件电路和软件方面进行了阐述。该设计整个系统结构简单、性能稳定、工作可靠,具有操作方便、扩展性强等特点。     

基于图像绘制技术的红外场景模拟

红外场景模拟可为目标识别、跟踪提供必要的图像样本,对算法的训练、评估和可靠性检验具有十分重要的意义,基于建模的红外模拟方法不一定反映场景的客观情况,并且,计算量大、耗时,难于模拟出有真实感的红外图像。基于图像绘制技术,提出无需建模的基于图像的绘制方法来模拟红外场景图像,根据红外图像的特点,给出了计算基本矩阵的非线性迭代算法和基于特征约束的动态规划立体匹配算法。由于参考图集是实际图像,因此,模拟图像更符合景物的真实情况,并且,该方法无需很复杂的建模过程,利于实时模拟。实验结果表明,该方法可有效地模拟出真实感的红外图像。     

一种用于遥感图像景象匹配的快速光电混合系统

景象匹配是遥感图像处理的一项关键技术,通过对体全息相关器的原理及特点进行分析,提出了一种快速光电景象匹配方法。利用高密度体全息光学存储技术记录若干幅库图像,识别时在光电系统中输入实时图,可以一次并行地完成输入图像与所有库图像的相关运算,快速返回实时图与各库图像的相似度大小。遥感图像的空间灰度分布在统计上可以看作是一个二维宽平稳各态历经的随机过程,由此采用相应的图像预处理及相关点检测后处理方法可以有效提高相关识别的并行度并抑制光电系统的噪声,完成高精度快速景象匹配任务。     

动态海面红外视景仿真研究

动态海面红外视景仿真在战场红外视景重构以及红外跟踪制导装备研究方面有着极其重要的作用.为提高海面红外仿真效果,采用Gerstner波进行海浪波面建模,采用基于PM谱和SWOP方向扩展函数的海浪方向谱进行波面参数计算,根据海面辐射特性进行海面红外辐射效果模拟,实现了动态海面高逼真度红外视景仿真.仿真结果表明,该方法符合实际情况,具有较高的应用价值.     

Infrared detectors in remote sensing

The history of the development of infrared detectors is briefly reviewed. The parameters describing the performance of detectors are described and the measurement procedures outlined. Recent developments in intrinsic HgCdTe and PbSnTe, extrinsic silicon, and pyroelectric detectors are reviewed. Several applications of detector technology to specific remote sensing problems are discussed.     

Microwave remote sensing from space

Spaceborne microwave remote sensors provide perspectives of the earth surface and atmosphere which are of unique value in scientific studies of geomorphology, oceanic waves and topography, atmospheric water vapor and temperatures, vegetation classification and stress, ice types and dynamics, and hydrological characteristics. Microwave radars and radiometers offer enhanced sensitivities to the geometrical characteristics of the earth's surface and its cover, to water in all its forms--soil and vegetation moisture, ice, wetlands, oceans, and atmospheric water vapor, and can provide high-resolution imagery of the earth's surface independent of cloud cover or sun angle. A brief review of the historical development and principles of active and passive microwave remote sensing is presented, with emphasis on the unique characteristics of the information obtainable in the microwave spectrum and the value of this information to global geoscientific studies. Various spaceborne microwave remote sensors are described, with applications to geology, planetology, oceanography, glaciology, land biology, meteorology, and hydrology. A discussion of future microwave remote sensor technological developments and challenges is presented, along with a summary of future missions being planned by several countries.