空間目標(biāo)可見(jiàn)光散射特性數(shù)學(xué)建模與仿真研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展,特別是軍用航天技術(shù)的發(fā)展,對(duì)空間目標(biāo)的光散射特性與輻射特性,尤其是對(duì)目標(biāo)的探測(cè)、跟蹤與識(shí)別、突防等空間技術(shù)的研究顯得十分重要?？臻g目標(biāo)的光散射特性研究包括目標(biāo)對(duì)陽(yáng)光天地背景輻射的空間散射強(qiáng)度分布和光譜分布。研究各種目標(biāo)與背景的光輻射特性,建立目標(biāo)與背景光輻射特性的數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)學(xué)模型,可為以后的論證、仿真和試驗(yàn)提供基礎(chǔ)。
　　 本文介紹了輻射理論與散射理論中的有關(guān)概念和定律以及雙向反射分布函數(shù),并根據(jù)它們之間的關(guān)系,

2、有效地將散射和輻射兩個(gè)不同領(lǐng)域的概念聯(lián)結(jié)在一起,建立了目標(biāo)散射特性的數(shù)學(xué)模型,提出了一種計(jì)算目標(biāo)表面輻照度的方法。
　　 介紹了太陽(yáng)天頂角和方位角的計(jì)算以及大氣傳輸與背景輻射的基本理論,用Modtran軟件計(jì)算了太陽(yáng)光譜輻照度,表明太陽(yáng)光在0.4-0.6μm波段的輻射可以用65°方向的背景輻射來(lái)近似代替,在0.6-0.8μm波段的輻射可以用70°方向的背景輻射來(lái)近似代替。
　　 建模過(guò)程中,首先建立了目標(biāo)背景輻射的物理模

3、型；然后建立了輻射理論模型；最后引入Davies雙向反射分布函數(shù)模型,建立了目標(biāo)散射特性的理論模型；把輻射理論模型和散射理論模型進(jìn)行比較,表明了散射理論模型的準(zhǔn)確性。
　　 計(jì)算了目標(biāo)模型的光譜輻照度,通過(guò)用MATLAB仿真計(jì)算,分析了空間目標(biāo)在可見(jiàn)光波段的光譜輻照度與入射角、反射角和波長(zhǎng)的關(guān)系,確定了衛(wèi)星輻照度最大時(shí)的反射角。
　　 仿真結(jié)果表明:目標(biāo)表面的光學(xué)特性,除了與目標(biāo)的外形結(jié)構(gòu)、飛行姿態(tài)有關(guān)以外,還和目標(biāo)、太