天基红外传感器对空间目标成像效果分析

张雅声 戴桦宇 周海俊 赵双

摘 要： 目标识别问题是弹道导弹防御系统中的核心难题之一，红外成像仿真研究是目标探测与识别的重要手段。为此，建立天基红外传感器对大气层外弹道式目标点源成像模型，利用STK/EOIR模块，从天基传感器相机参数和目标特性两个方面仿真空间目标的红外成像效果，重点分析相机的视线抖动、相机系统噪声以及不同波段等因素对目标的成像效果影响。所得结果能够为基于红外辐射特性的空间目标识别技术研究提供数据支持。

关键词： 天基红外传感器； 空间目标； 红外成像； STK/EOIR； 视线抖动； 系统噪声

中图分类号： TN214?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2018）22?0005?04

Abstract： The target recognition problem is one of the core difficulties of the ballistic missile defense system， and the infrared imaging simulation research is an important means of target detection and recognition. The point?source imaging model of the ballistic target above the atmosphere is established by using the space?based infrared sensor. The STK/EOIR module is used to simulate the infrared imaging effect of the space target from two aspects of camera parameters of the space?based sensor and target features. Influences of factors such as camera′s line?of?sight jitter， camera system noise and different wave bands on the imaging effect of the target are emphatically analyzed. The obtained results can provide data support for the research on space target recognition technology based on infrared radiation features.

Keywords： space?based infrared sensor； space target； infrared imaging； STK/EOIR； line?of?sight jitter； system noise

天基红外传感器对空间目标的红外成像是导弹防御系统信息处理的关键和基础。国外也已经从简单的目标成像发展到加入各不同影响因素情况下的多种运动状态红外成像，并研制出了较为成熟的系统可视化仿真软件[1?6]。国内在该领域也取得了不少研究成果，但是在仿真计算中所考虑的因素以及模型精度等方面还比较有限[7?11]。本文通过构建传感器对目标动态成像仿真模型架构，充分考虑了传感器、目标物体和环境之间的相互作用，开展基于STK/EOIR模块的天基红外传感器对空间目标的红外成像仿真研究，结果可为天基预警探测、目标检测与识别提供较为精确的成像仿真数据支持。

1 点源成像模型

低轨预警系统的传感器对中段目标是点源成像还是面源成像，与目标的尺寸大小、传感器的空间分辨率有关[11]。……