深空目標(biāo)紅外輻射特性仿真和溫度場可視化.pdf

1、紅外探測器接收目標(biāo)紅外輻射是深空目標(biāo)識別的主要手段。由于深空試驗(yàn)開展受諸多條件限制，所以需要通過計(jì)算目標(biāo)的溫度場分布以及目標(biāo)的紅外輻射特性來開展仿真試驗(yàn)。本文研究了深空目標(biāo)的紅外輻射特性中的關(guān)鍵問題，并對衛(wèi)星熱控試驗(yàn)中的溫度場重建和可視化技術(shù)進(jìn)行了研究。
　　本文的主要工作包括:
　　(1)對深空目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性進(jìn)行分析，通過計(jì)算深空目標(biāo)的軌道參數(shù)、姿態(tài)，判斷目標(biāo)是否處于陽光區(qū)域，從而確定目標(biāo)的所處環(huán)境和位置;根據(jù)深空目標(biāo)的

2、材料特性與物理參數(shù)，確定目標(biāo)表面對紅外輻射的吸收率和發(fā)射率，從而建立目標(biāo)表面單元的熱平衡方程;采用有限體積法計(jì)算目標(biāo)表面的溫度場，對目標(biāo)表面的紅外輻射特性計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析。
　　(2)深空目標(biāo)識別仿真系統(tǒng)中，需要生成大量點(diǎn)目標(biāo)的紅外仿真圖像，所以對目標(biāo)的輻射特性簡化計(jì)算進(jìn)行了討論;提出了基于查找表和有限體積法的簡化計(jì)算方法;對點(diǎn)目標(biāo)軌跡上各位置處建立輻射強(qiáng)度查找表，在仿真系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)實(shí)時(shí)查詢對應(yīng)輻射強(qiáng)度;基于有限體積法的方法是簡化

3、目標(biāo)表面溫度場網(wǎng)格，進(jìn)而減少方程個(gè)數(shù)。最后將簡化計(jì)算方法應(yīng)用到深空目標(biāo)識別仿真系統(tǒng)中。
　　(3)對衛(wèi)星復(fù)雜的溫度場分布進(jìn)行了描述;介紹了衛(wèi)星內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及衛(wèi)星溫度測點(diǎn)的分布情況;提出了基于衛(wèi)星結(jié)構(gòu)特征的溫度場重建方法;通過建立衛(wèi)星內(nèi)部單元的熱平衡方程，考察影響測點(diǎn)溫度的主要因素;根據(jù)所建立的溫度計(jì)算模型計(jì)算出各測點(diǎn)處的溫度值，進(jìn)而達(dá)到重建衛(wèi)星內(nèi)部溫度場的目的;對衛(wèi)星內(nèi)部幾種典型的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了溫度場重建工作。最后將溫度場重建方法應(yīng)用到