引入探测器特性的空间目标红外灰度序列仿真研究

于秉志,卢焕章,陶华敏,肖山竹

(国防科技大学电子科学学院,湖南 长沙 410073)

1 引 言

红外探测技术凭借作用距离远、抗干扰性好和可全天候工作等优点,在空间探测系统中起到了重要作用。红外目标的识别算法研究需要良好的数据支持。由于空间目标和探测器距离遥远,直接观测的成本过高,易受到观测环境的影响,研究者们往往利用仿真得到实验数据。

对于几百公里外的空间远距离目标,红外探测器接收的红外辐射能量较小,目标成像为点目标。单帧图像无法直接获取目标形状及运动信息,从多帧图像中提取的点目标灰度序列可反映辐射强度的变化,可分析出目标飞行的状态和特性,因此利用序列进行目标识别是一种更为可行的方法。目标的红外辐射计算是红外仿真系统的基础。文献[1]～[2]综合了目标的轨道和飞行姿态,以及表面温度分布计算得到目标飞行的辐射强度序列,但并没有考虑探测器运动对观测造成的影响。文献[3]～[5]在前人工作的基础上,考虑了探测器和目标的相对运动对观测的影响。但相对于完整的红外探测系统,这些算法未考虑探测器自身的光学成像特性和探测器转换电路对于输出信号的影响,真实性较差。文献[6]～[8]在考虑了轨道运动,目标微动和表面温度分布等特性的同时,在仿真系统中加入探测器自身成像效应,提高了仿真的真实性,但未考虑目标微动特性对观测的影响。

本文综合分析了影响目标红外辐射的各种因素。……