临近空间目标光谱特性建模及仿真.pdf

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1、2O13年12月装备学院学报December2013第24卷第6期Journa1ofAcademyofEquipmentVo1．24No．6临近空间目标光谱特性建模及仿真赵阳生，杜小平(1．装备学院研究生管理大队，北京101416；2．装备学院航天指挥系，北京101416)摘要针对临近空间飞行器提出了一种建立目标光谱特性模型的实用方法。通过对目标进行几何建模，提取面元参数；采用建立面元坐标系的方法计算各面元的方位坐标参数；基于电磁理论，分别采用Davies模型和Planck黑体辐射公式分析了目标面元的散射和辐射特性，从而建立了目标在可见光和近红外谱段的光谱特性模型。研究结果表明，

2、该方法具有较好的有效性和适用性，其结论能够为观测谱段的选择提供数据支持。关键词面元坐标系；散射特性；辐射特性；光谱特性模型中图分类号O432文章编号2095—3828(2013)06—0083—05文献标志码ADoI10．3783／j．issn．2095—3828．2013．06．020ModelingandSimulationofSpectralOharacteristicsofNearSpaceTargetZHAOYangsheng，DUXiaoping。(1．CompanyofPostgraduateManagement，AcademyofEquipment，Beijing

3、101416，China；2．DepartmentofSpaceCommand，AcademyofEquipment，Beijing101416，China)AbstractThepaperproposestheapplicablemodelingmethodofthespectralcharacteristicsofthetargetforthenearspaceaerocraft．Theparametersofthetargetfacethavebeenobtainedwhenthetargetformhadbeenmodeling．Theparametersoftheazi

4、muthalcoordinatehavebeenobtainedbybuildingthecoordinatesystemofthetargetfacet．Basedonthetheoryofelectromagnetism，thechar—acteristicsofscatteringandradiateofthetargetfacethavebeencalculatedbytheDaviesmodelandthePlanckformulaofblackbodyradiation．Furthermore，themodelsofthespectralcharacteristics

5、ofthevisiblelightandnearinfraredhavebeenbuilt．Accordingtotheanalysisofthesimulationresult，theeffectivenessandapplicabilityofthemethodhavebeenverified，andtheresultalsocanofferthedataforchoosingthebestspectralinobservation．Keywordsfacetcoordinatesystem；scatteringcharacteristics；radiatecharacter

6、istics；spectralcharacteristicsmodel目前，临近空间飞行器发展迅速，研究其光谱形的目标进行分析，其适用性好，精度高。面元法特性对于临近空间目标的监测具有十分重要的意需要准确求取面元参数，从而对目标的各面元特义。对临近空间目标的光谱特性进行建模主要基性进行分析。光线追踪法基于光线状态的概率模于3类方法：部件分解法_】]、面元法[2和光线追拟，因此其精度与概率模拟样本相关，由此需要较踪法l_5。部件分解法主要针对典型几何体外形长的计算时间。的目标进行拟合计算，其通用性差，精度低，现今本文针对临近空间飞行器提出了一种目标光已较少使用。面元法和光线追踪法能

7、够对任意外谱特性模型建模方法，在面元坐标转换方面对文收稿日期2013-05—29基金项目国家级资助项目作者简介赵阳生(1981一)，男，博士研究生．主要研究方向：目标探测与信号处理杜小平，女，教授，博士生导师．装备学院学报献[9]中发射坐标系的算法进行了拓展，同时加入太阳相对目标面元的角度位置关系，进而计算探了目标面元的散射和辐射特性模型，在保证仿真测角度参数。本文以临近空间目标表面面元中心精度的同时，与光线追踪法比相比极大地降低了点(，Y，)为原点，建立目标表面面元坐标系计算时