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(biāo)紅外仿真對(duì)攻防兩方都至關(guān)重要，對(duì)于攻方，研究目標(biāo)紅外熱像，能夠較好的識(shí)別和跟蹤目標(biāo)以便進(jìn)行有效打擊；而對(duì)于防守方，對(duì)目標(biāo)紅外特性進(jìn)行研究，能夠針對(duì)目標(biāo)探測(cè)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(biāo)的紅外仿真一直成為國內(nèi)學(xué)者研究的重點(diǎn)。本文基于此現(xiàn)狀，對(duì)處于背景條件下的目標(biāo)紅外仿真進(jìn)行了嘗試，實(shí)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(gè)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(shí)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(yùn)用線性過濾法實(shí)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(fēng)速和風(fēng)向等主要因素對(duì)其產(chǎn)生的影響。同時(shí)，再使用Auto-CAD軟件建立大型艦船三維幾何模型，并對(duì)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(duì)加入海平面的大型艦船實(shí)行網(wǎng)格劃分，進(jìn)一步，運(yùn)用已建立的粗糙海面再對(duì)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(shí)現(xiàn)相關(guān)紅外輻射參數(shù)計(jì)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(duì)海面作用的天空和太陽輻射等，就可以得出對(duì)應(yīng)的粗糙海面微元的輻射強(qiáng)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(shí)現(xiàn)了粗糙海面發(fā)射率和反射率模型。同時(shí)，使用Modtran軟件模擬了在不同探測(cè)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。
　　（3）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