復(fù)雜目標(biāo)激光脈沖波束散射特性及其應(yīng)用研究.pdf

1、目標(biāo)激光脈沖波束散射是激光雷達(dá)目標(biāo)特性研究的重要內(nèi)容。對激光雷達(dá)仿真和系統(tǒng)論證具有重要的應(yīng)用價值。本文基于材料激光雙向反射分布函數(shù)（BRDF）和激光雷達(dá)截面研究復(fù)雜目標(biāo)對激光脈沖波束的散射特性，并將其應(yīng)用到激光引信回波和激光雷達(dá)三維距離成像仿真中。
　　以粗糙面光散射理論為基礎(chǔ)，介紹雙向反射分布函數(shù)的基本理論及性質(zhì)，討論了它和其他描述表面光學(xué)特性物理量之間的關(guān)系。應(yīng)用遺傳算法對目標(biāo)表面材料樣片BRDF實測數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，獲得了適合于

2、工程應(yīng)用的五參數(shù)統(tǒng)計模型。討論了激光雷達(dá)散射截面與距離分辨雷達(dá)截面。探討了非均勻脈沖波束散射及其在激光引信回波仿真中的應(yīng)用，對激光引信仿真原理進(jìn)行深入分析。在數(shù)值仿真中提出像素索引方法，解決了場景離散化、局部照射等關(guān)鍵技術(shù)。基于雙向反射分布函數(shù)分析了激光脈沖與目標(biāo)的相互作用過程，實現(xiàn)了適用于工程應(yīng)用的激光引信回波仿真。完成了彈目交會引信回波仿真軟件設(shè)計，實現(xiàn)動態(tài)場景脈下的激光引信回波仿真。提出了軟件框架與功能模塊劃分設(shè)計，分析了仿真軟件

3、流程結(jié)構(gòu)及各模塊之間的交互。在虛擬仿真系統(tǒng)中實現(xiàn)了引信彈目交會數(shù)值試驗，對仿真結(jié)果進(jìn)行了分析研究。
　　討論了光散射在激光雷達(dá)三維成像仿真中的應(yīng)用。論述了激光三維成像中的光散射理論，針對基于APD陣列的單脈沖三維距離成像雷達(dá)體制，分析了成像仿真原理，并對仿真系統(tǒng)各模塊進(jìn)行了建模。基于計算機(jī)圖形學(xué)實現(xiàn)復(fù)雜目標(biāo)三維距離成像仿真。針對典型案例分析了激光脈沖、目標(biāo)類型、材料特性對成像特征的影響。解決多材質(zhì)復(fù)雜場景仿真關(guān)鍵技術(shù)，基于顯卡硬件