[發明專利]一種導彈尾焰輻射強度探測的大氣修正方法

有效

• 申請號: 201710369773.0
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107247024B
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發明（設計）人: 吳杰;朱希娟;李霞;劉興潤;馬靜
• 申請（專利權）人: 北京環境特性研究所
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 11609 北京格允知識產權代理有限公司
• 代理人: 周嬌嬌

本發明公開了一種導彈尾焰輻射強度探測的大氣修正方法，即先獲取大氣透過率，再計算大氣修正過程中尾焰光譜結構的統計權重，最后對導彈尾焰輻射強度進行大氣修正；其中，導彈尾焰的波段為4?5μm。本發明有效地提高了反推的本體輻射精度。

技術領域

本發明涉及航天領域，尤其涉及一種導彈尾焰輻射強度探測的大氣修正方法。

背景技術

對目標光學特性的定量測量是目標特性研究領域的重要環節。實測數據往往被認為是最準確最有說服力的資料。要做到高精度的定量測量也需要很多技術環節作為支撐，如定標技術，數據處理技術等。其中大氣修正技術是在大氣層中開展定量測量所必不可少的技術之一。由于地球大氣是具有選擇性吸收特性的氣體介質，任何在大氣中傳播的輻射能量都會受到大氣的選擇性吸收而衰減。因此對于大氣衰減作用的反演是通過測量數據反推目標本身輻射狀態的重要過程。

導彈尾焰輻射主要是由尾焰中的高溫氣體自發輻射產生，因此導彈尾焰的輻射光譜也是具有很強選擇性的。由于目標的輻射光譜與介質的吸收光譜都是有選擇性的，因此以探測器探測到的輻射精確反推目標本體輻射必然要通過兩個光譜的運算。當采用熱像儀進行導彈尾焰的輻射強度探測時，由于熱像儀無法獲取尾焰的光譜，只能獲得特定波段的總輻射值，這給大氣修正帶來了極大的困難，通常采用的平均透過率算法將會在大氣修正過程中產生較大誤差。

發明內容

針對上述現有技術存在的缺陷，本發明提供一種導彈尾焰4-5μm輻射強度探測的大氣修正方法，有效地提高了反推的本體輻射精度。

本發明提供的一種導彈尾焰4-5μm輻射強度探測的大氣修正方法，其改進之處在于，先獲取大氣透過率，再計算大氣修正過程中尾焰光譜結構的統計權重，最后對導彈尾焰輻射強度進行大氣修正。

優選的，根據CO₂、H₂O兩種氣體組分振轉能級的躍遷，采用HITEMP數據庫，利用Lorentz展寬的逐線方式計算熱為力學狀態的氣體輻射光譜作為大氣修正過程中尾焰光譜結構的統計權重。

較優選的，計算公式如下：

根據輻射傳輸方程，計算光譜輻射亮度的變化，公式如下：

式中，B_ν表示黑體輻射；α_ν表示光譜吸收系數；I_ν表示光譜輻射亮度；x表示輻射傳輸的距離；v表示波數；

采用逐線法計算光譜吸收系數α_ν，公式如下：

式中，S表示譜線強度；ν_0i表示第i條譜線的中心波數；N表示分子數密度；f(v-v_0i)表示譜線線型函數；

采用Lorentz展寬計算譜線線型函數，公式如下：

式中，γ表示譜線展寬；

對輻射光譜進行歸一化，得到尾焰光譜結構的統計權重H(v)，即：

較優選的，對導彈尾焰輻射強度進行大氣修正，計算公式如下：

計算在4-5μm范圍內測量波段的平均大氣透過率，公式如下：

式中，f(v)表示大氣透過率，H(v)表示尾焰光譜結構的統計權重，v表示波數；

根據平均大氣透過率進行大氣修正，獲取目標未經大氣吸收的本體輻射強度，公式如下：

式中，S表示探測到的輻射強度。