[發明專利]基于多信息綜合的天基空中目標探測關鍵參數確定方法

在審

• 申請號: 201711274699.0
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN108287350A
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 饒鵬;朱含露
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海技術物理研究所
• 主分類號: G01S17/93
• 分類號: G01S17/93
• 代理公司: 上海滬慧律師事務所 31311
• 代理人: 李秀蘭

本發明公開了一種基于多信息綜合的天基空中目標探測關鍵參數確定方法，所述的關鍵參數是邊界地面采樣距離和探測譜段。該方法首先建立飛機目標的三維模型，并根據飛機目標的飛行特性、紅外輻射特性和飛機實際飛行過程中的海面背景、城市背景和云背景，采用目標?背景絕對對比度確定飛機目標探測的地面采樣距離，并采用目標?背景相對比度和系統局部信雜比確定飛機目標探測的譜段，并由此實現對系統參數的設計。本方法解決了在天基平臺下對空中目標探測的參數確定問題，彌補了地面采樣距離和譜段選擇缺少依據的缺點。

技術領域

本發明屬于光學遙感技術領域，特別是涉及一種基于多信息綜合的天基空中目標探測關鍵參數確定方法。

背景技術

實現空中飛機目標的搜索探測是保障飛機飛行安全的基礎和關鍵，但是現階段對其的研究還處于初級階段，不具備高概率發現、識別和跟蹤的能力，關鍵參數等相應的技術指標更是缺少選擇依據的支撐。在探測過程中，飛機目標存在很大的變化性，雖然現在的天基系統已具備一定的探測能力，但是仍然存在目標和環境特性、目標各狀態下與環境的作用機理等研究不全面、不深入，探測譜段單一，以及地表背景和大氣背景相互耦合關系分析的缺乏。在2000年，英國防御評估機構提出利用雙推掃模式，在4-6μm譜段和地面采用距離35m下對飛機目標實現探測，但是對于相關關鍵參數的選擇問題的研究尚未見到公開報道。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術上的不足，提供一種基于多信息綜合的天基空中目標探測關鍵參數確定的方法，該方法充分考慮目標和背景的變化，分析在不同探測角度下的目標特性，以及飛機飛行過程中的主要背景：海面背景、城市背景和云背景，利用目標和背景之間的相對和絕對關系，再結合背景的波動得到相應的地面采樣距離和探測譜段，為關鍵參數的確定提供了重要依據。

本發明的上述目的是通過如下技術方案予以實現的：

一種基于多信息綜合的天基空中目標探測關鍵參數確定方法，所述的關鍵參數是邊界地面采樣距離和探測譜段，其特征在于包括以下步驟：

(1)建立飛機目標三維模型：

將飛機目標建立在以飛機中心位置為原點的世界坐標系中，其輻射強度I分別為XOZ平面的投影的紅外輻射強度I₁和XOZ所在平面與YOZ平面交線方向的投影的紅外輻射強度I₂，則飛機目標總的輻射強度為：

I＝I₁+I₂

(2)確定目標探測的邊界地面采樣距離GSD：

(2-1)計算在波段λ₁～λ₂上的目標自身輻射通量φ_{tar_sf}(λ₁,λ₂)，其由三部分組成，分別為目標自身輻射通量φ_{tar_sf}(λ₁,λ₂)、目標路徑輻射通量Φ_{tar_path}(λ)和像元上目標外背景的輻射通量Φ_{tar_bk}(λ)，其表達式為：

其中，I_{tar_sf}(λ)為目標自身輻射強度，L_{tar_path}(λ)為路徑輻射亮度，L_bk(λ)為背景輻射亮度，τ(λ)為大氣透過率，τ_o(λ)為光學系統透過率，K(λ)為能量集中度，A_r為入瞳面面積，A_t為目標自身面積，n為目標所占像元個數，Ω為光敏面接收立體角；

(2-2)計算目標-背景絕對對比度TBAC(λ₁,λ₂)：

其中，不含目標像元的輻射通量即為背景輻射通量為：