海天背景下大型艦船紅外成像仿真.pdf

1、眾所周知，我國不僅是領(lǐng)土大國，也是海域大國，而確保海域安全更是國家政策之一。并且，一定背景條件下目標紅外仿真對攻防兩方都至關(guān)重要，對于攻方，研究目標紅外熱像，能夠較好的識別和跟蹤目標以便進行有效打擊；而對于防守方，對目標紅外特性進行研究，能夠針對目標探測和制導(dǎo)的不同情況，采取有效地隱身措施。至此，關(guān)于海上艦船目標的紅外仿真一直成為國內(nèi)學(xué)者研究的重點。本文基于此現(xiàn)狀，對處于背景條件下的目標紅外仿真進行了嘗試，實現(xiàn)了海天背景下大型艦船的紅外

2、成像相關(guān)研究，其主要工作分為以下三個部分：
　?。?）粗糙海面與大型艦船相結(jié)合的三維幾何模型建立
　　粗糙海面與大型艦船相結(jié)合的三維幾何模型是研究海天背景下大型艦船的紅外成像的基礎(chǔ)，它是影響紅外輻射模型中的發(fā)射率和反射率等參數(shù)的主要因素。但其三維幾何模型由于復(fù)雜性和多變性直接使用畫圖軟件卻很難實現(xiàn)，而本文所應(yīng)用的思想是：首先，基于應(yīng)用廣泛的Cox-Munk海譜模型，運用線性過濾法實現(xiàn)了粗糙海面幾何模型的建立，并且此幾何模型能

3、夠較好的反映風速和風向等主要因素對其產(chǎn)生的影響。同時，再使用Auto-CAD軟件建立大型艦船三維幾何模型，并對其周圍建立了一定范圍的海平面，然后再使用ANSYS有限元軟件對加入海平面的大型艦船實行網(wǎng)格劃分，進一步，運用已建立的粗糙海面再對海平面采用二維線性插值，從而得到粗糙海面與艦船相結(jié)合的三維幾何模型。
　?。?）粗糙海面紅外輻射模型建立
　　關(guān)于粗糙海面紅外輻射模型的建立，主要就是實現(xiàn)相關(guān)紅外輻射參數(shù)計算的過程。如果能夠

4、已知相應(yīng)的發(fā)射率和反射率模型以及對海面作用的天空和太陽輻射等，就可以得出對應(yīng)的粗糙海面微元的輻射強度，最后完成紅外熱成像。本文是在三維粗糙海面模型的基礎(chǔ)上，基于Cox-Munk海譜模型，實現(xiàn)了粗糙海面發(fā)射率和反射率模型。同時，使用Modtran軟件模擬了在不同探測角度下波段3～5μm和8～12μm的透過率以及在相同條件下的天空輻射和太陽輻射。
　?。?）海天背景下大型艦船紅外熱成像
　　本文是在具備大型艦船紅外輻射模型基礎(chǔ)上