红外辐射大气透过率影响因素的研究

大气传输是红外测温过程中不可忽视的一个重要问题。研究大气传输最主要的是计算大气透过率。在MODTRAN软件基础上,分析了8~12 μm波段多种关键因素对红外传输大气透过率的影响,研究了其变化规律。结果表明初始高度、边界层气溶胶、路径长度、波数间隔等对大气透过率都有一定的影响。其中路径长度对大气透过率的影响相对明显。通过外场测温实验,进一步研究路径长度对测温精度的影响,得出实际测温过程中的衰减率。比较分析仿真得到的大气透过率与实验测得的大气透过率二者之间的关系,拟合出二者的关系曲线。     

基于LOWTRAN 7的红外大气透过率计算方法

介绍了红外辐射在大气中传输时产生衰减的主要原因,对几种常用的红外大气传输计算方法及软件进行了简要说明,详细阐述了LDWTRAN 7软件的使用方法,输入输出文件格式.论述了对LOWTRAN 7进行嵌入式应用的重要性并提出了一种LOWTRAN 7的嵌入式应用方法,给出了相关的电路原理简图以及使用Delphi 6编写的子程序源代码.     

大气透过率对红外系统作用距离的影响分析

红外系统的作用距离是评价系统探测能力的重要性能指标。研究了大气传输介质对中红外探测波段的影响,计算了典型飞行目标中红外辐射在大气中的传输,分析了红外系统作用距离随相对湿度和大气能见度的变化。结果表明:红外系统作用距离随相对湿度的增加而减小,随能见度的增加而增大。对于800 K的目标,在能见度小于8 km的浑浊大气中,8~12 μm 探测波段的作用距离大于3~5 μm。在中等及良好能见度时,8~12 μm探测波段的作用距离小于3~5 μm波段。为红外探测跟踪系统的设计、性能指标考核与评价提供参考。     

海空背景长波红外大气透过率的仿真计算方法

红外光波波段海空背景大气透过率的仿真计算在原有理论计算的基础上,修正了海背景中大气饱和水汽压的计算,推出了沉积水量的表达式,考虑了不同高度分子吸收问题,分别拟合出了在海平面水平路程上由波长和沉积水层厚度决定的水汽光谱透过率函数以及由波长和路程长决定的二氧化碳光谱透过率函数,分析了臭氧的影响,给出了大气透过率的表达式。     

霾雾的红外光谱透过率—测量及对FTIR开路监测的影响

1.引言傅里叶变换开路监测(FTIR—OPM),必须面对可能对测量方法及其精度产生影响的各种各样的环境条件。一般地,对仪器自身的影响,诸如环境温度变化或太阳辐射,通过测量很容易消除掉。大气条件影响监测路径,然而,当前的系统和测量方法并非在所有的情况下都加以考虑。FTIR开放路径监测使用双站或单站有源辐射测量装置和接收光谱仪,能使我们得出表征观察路径的气柱光谱透过率τ(σ)。测量过程是以Beer定理为基础的,要求进行两次测     

大气气溶胶红外散射透过率计算研究

红外辐射在大气中传播时大气气溶胶散射是能量衰减的原因之一.通过考虑气溶胶密度随高度变化,结合大气能见度参数,建立了红外线在水平均匀传播和斜程传播下的大气气溶胶散射透过率计算方法.水平均匀传输下,在中长波波段对大气气溶胶散射透过率采用常规积分求均值方法计算,与采用波长中值的工程计算公式结果对比,表明工程计算公式具有足够的...     

大气透过率测量方法的研究

在测量目标的红外辐射特性时,测量路径上的大气衰减是影响测量精度的一个重要因素.针对试验场条件下难以提高目标红外辐射能量测量精度的问题,对大气透过率的测量方法进行了分析研究,提出了在外场环境条件下实际测量大气透过率的一种方法.     

中波红外大气透过率特性分析

大气透过率是影响太阳辐射以及地表热辐射的一个重要参量。利用MODTRAN辐射传输模型,对中波红外波段(3~5 μm)处的大气透过率以及其影响因子的贡献进行了详细的分析。在此基础上,结合MODIS在该谱区设置的6个通道,分别讨论了各吸收气体对通道透过率的影响。结论表明,水汽和混合气体是造成中波红外波段大气透过率衰减最重要的影响因子。MODIS通道透过率与通道光谱响应函数的宽度和气体分子的吸收带位置有关。     

一种计算红外辐射大气透过率的数学模型

从分析红外辐射在大气中传播的影响因素出发,分别给出大气吸收、大气散射和气象衰减的衰减系数,并计算出倾斜路程的海平面水平等效路程,最后给出一种计算红外大气透过率的数学模型.     

大气光谱透过率的实时测试

介绍了光谱辐射测量装置和测量大气光谱透过率的原理及方法。该方法可以提供目标辐射特性测试现场的大气光谱透过率,用以精确修正目标光谱辐射量,从而提高目标红外辐射野外测量的准确度。     

红外辐射大气透射比的简易计算

简述了红外辐射在大气中传输时衰减的物理原因,研究了计算光谱透射比的方法.利用实验数据,计算得到了大气中水汽(H2O)、CO2的光谱吸收系数,推导了水汽吸收系数与温度、相对湿度之间的关系,给出了在给定气象条件下计算大气透射比的方法.最后举例计算了大气在0.3～13.9 μm波段的光谱透射比.本方法在工程应用中具有一定参考价值.     

地球大气红外辐射特性研究现状

简要介绍了国外地球大气红外辐射特性的研究进展。重点从利用国外成熟软件进行计算、基于基础理论开展相关研究以及自主研发大气辐射计算软件等三个方面,综述了国内在地球大气红外辐射特性方面的研究现状,并讨论了国内相关领域需要作进一步研究的内容。     

高空远距离目标红外辐射及大气衰减模型研究

结合普朗克辐射定律,采用双波段测温法分析了高空远距离目标的温度与红外辐射。提出了一种目标投影面积的计算方法。由于是远距离探测,在考虑地球曲率的情况下提出了一种计算任意方向两点大气衰减的计算模型,并分析了不同探测距离下3~5μm和8~12μm两个波段红外辐射的衰减情况.实验结果表明,在10 km左右的高空中,目标红外辐射测量的距离可以从低空的几十公里增加到几百公里,这为进一步分析目标辐射特性提供了理论与技术上的支撑.     

大气传输对中长波红外辐射衰减分析

红外辐射在进入导引头探测视场之前经过大气传输的消光作用,尽管在大气透过率较高的3～5μm以及8～12μm,大气传输带来的影响仍旧不能忽视,本文综合试验经验,确定影响传输的主要因素,结合MODTRAN软件,对于主要影响参数的影响作用进行分析评估,建立关系曲线,分析不同参数对红外辐射大气传输影响的变化规律,为后续导引头极限条件下使用和性能参数研究打下基础.     

中高层大气临边红外辐射的LTE与non-LTE模拟对比

利用战略高空辐亮度代码(Strategic high-altitude radiance code, SHARC) 和通用大气辐射传输代码 (Combined atmospheric radiative transfer, CART) 模拟分析中高层大气临边红外辐射的算法适用范围。 通过模拟结果的对比,初步验证了CART临边模式的有效性。模拟结果表明,在主要的红外波段上,至少45 km以 下的平流层区域内临边红外辐亮度的计算都可以采取局域热力学平衡模式(Local thermodynamics equilibrium, LTE);不同的红外波段在不同的大气条件下,需要采用非局域热力学平衡模式 (Non-local thermodynamics equilibrium, non-LTE)的高度不同,其中15 $\mu$m波段在至少80 km的切点 高度以下都可以使用LTE模式模拟,但是对于CO$_2$ 4.3 $\mu$m带主导的3$\sim$5 $\mu$m波段和O$_3$ 9.6 $\mu$m带 主导的8$\sim$12 $\mu$m波段,在中间层的多数区域内就必须采用non-LTE模式。     

目标红外辐射双色比值的大气传输研究

空中目标的红外辐射在大气中传输时,大气以及大气中的气溶胶会对红外辐射产生吸收和散射,从而造成红外辐射的衰减.大气对红外辐射的衰减程度可以用消光系数来描述,波长不同,消光系数也不同.红外系统测量到的目标红外辐射的双色比值也会随目标距离变化而变化.由测量到的目标在两个波段的红外辐射,通过一定的信号处理手段,可得出目标的距离、双波段红外辐射能量、红外双色比值等信息,以此对空中目标的识别和定位.推导了利用大气消光系数获取空中目标距离信息和红外辐射信息的公式,画出了典型空中目标双色比值的大气传输图.     

激光红外大气传输透过率模型研究

为了提高激光红外传输在工程应用方面的精度,以辐射传输理论为基础,考虑大气湿度、温度、能见度等容易测量的因素,建立了大气透过率衰减的简化模型。利用模型,对不同波长的激光在各种大气环境及传输路径下的透过率进行了计算,并与商用软件的计算结果进行对比。实验结果表明：简化模型减小了运算量;晴朗大气,简化模型与软件计算结果在特定波段比较接近,最小相对误差低至0.005%。     

基于神经网络的红外辐射大气透过率建模及计算

基于定点测量的标准黑体温度实验数据,建立大气透过率的神经网络估计模型。在不同距离测量黑体温度后,引入BP网络自适应学习测试数据的潜在规律,建立大气透过率与当前测量距离及测试温度之间的函数关系,可以精确计算目标的实际温度。仿真结果表明,用本文方法所建的BP网络可以有效地学习样本信息,建立的非线性大气透过率模型解决了大气透过率因影响因素复杂计算难度大等问题。     

Atmosphere Transmission Performance for 0.4 μm～0.8 μm Ray Radiation in Middle Latitude of China

This paper researched on the atmospheric transmission performance of 0.4μm～0.8 μm ray radiation based on the characteristic of the middle latitude atmosphere in China. By analysis of the characteristic of the actual atmosphere, the absorption of molecular and the scattering of the steam and ozone, as well as the aerosol scattering(big granule scattering) are play a leading role to the 0. 4 μm～0.8μm ray radiation. Then a better atmospheric transmission formula in horizontal path has been deducted. The result of computer simulation indicates that this equation can best calculate the transmission performance of 0.4 μm～ 0.8 μm visible radiation in the middle latitude area of China. This computing result was applied to the nuclear explosion parameter detection system based on 0.4 μm～0.8μm visible radiation. Through nuclear explosion simulator to produce ray radiation, the tested result indicates that this method has the better measuring precision than the traditional method with the software of LOWTRAN. The calculation result of this formula not only can apply directly to each kind of optoelectronics detecting system, but also to the optical wireless communication system based on the 0.4μm～0.8μm ray radiation.     

红外制导系统大气衰减影响分析

在红外制导系统中,大气衰减作用对红外探测有重要影响。为了深刻了解大气衰减影响,本文较为透彻地分析了大气各组分的衰减作用,并从理论上进行了探讨。造成大气衰减的主要因素是水蒸气(H_2O)、二氧化碳(CO_2)和气溶胶的吸收和散射作用,这也是大气中最为多变的部分。本文同时对其分布规律进行了分析。