[發明專利]海霧條件下船載紅外探測系統有效作用距離的兩步計算法

有效

• 申請號: 201810259827.2
• 申請日: 2018-03-27
• 公開（公告）號: CN108732643B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 李偉;龍飛;孫續文;李輝;徐軒彬;唐君
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍大連艦艇學院
• 主分類號: G01V13/00
• 分類號: G01V13/00;G01V99/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪

1.一種海霧條件下船載紅外探測系統有效作用距離的兩步計算法，其特征在于，步驟如下：

第一步：首先根據海霧濃度數據進行第一步計算，得到理論最大探測距離；

根據米氏散射的光學公式，海霧的含水量為W，單位為g/m³，在正常情況下紅外系統的正常探測距離為d，km，在濃海霧條件下理論最大探測距離為d_x，km，則根據米氏散射公式各參數之間具有如下關系：

d_x即為第一步計算的結果；

第二步：建立評估模型，求取探測能力指數；

(1)權重要素的求取

在權重要素求解的過程中，使用設備固有信息或者采用人工干預；

(2)四類影響指數是指能夠相對獨立地影響設備最終使用效果的計算參量；

①海霧強度指數

由于海面懸浮的海霧霧滴是造成紅外能量散射衰減的主要影響介質，所以海霧的強度指數主要由海霧的液態水含量確定；海霧霧滴越多，含水量越大，對紅外輻射能量的散射就越大；根據米氏散射理論，紅外輻射在海霧中的透射率與距離具有復雜的指數函數對應關系；

在濃海霧中，以紅外輻射透射率表征的海霧強度指數為：

其中，d為正常探測距離，單位為km，A為海霧衰減強度，單位為dB/km；

②距離指數

目標距離越近，成像越容易觀察，距離指數用分段函數表式為：

③溫度指數

隨著船只活動范圍的不斷擴大，極區執行各類任務的機會越來越多，在高緯度地區，海霧形成以后會被迅速凍結而成為各種形狀的微小晶體；浮動冰晶的存在會顯著增大衰減輕度，緯度指數表示為：

④系統穩定性指數

系統穩定性指數表征的是影響海霧生消的宏觀氣象系統穩定性與可預報性水平；氣象預報的準確性是近似正確的，其正確性在距離指數中已進行體現，但是，在冷暖氣團交替頻繁迅速或者在特殊的海洋地理環境下，海霧預報分析將更加困難，其正確性也必然更加降低；

通過增加時空指數更加真實可靠地反映海霧實際情況，提高評估的可信度；時空指數分為三個等級：

以上四個方面的指數已經構建完畢，得到特定距離上的客觀氣象指數向量為：

z＝(z₁,z₂,z₃,z₄)^T (6)

(6)式中，T為向量或矩陣的轉秩；

則船載紅外系統的探測能力指數為：

t＝w^Tz (7)

w為四類影響指數的權重；

第三步：根據探測能力指數進行“第二步計算”；

在海霧強度小的情況下，即有效探測距離大于D km，直接由海霧含水量求得有效探測距離；但在海霧強度大的情況下，即有效探測距離不大于D km時，須用探測能力指數進行修正才能得到客觀的探測能力，克服“計算失靈”現象；

根據探測能力指數的定義，經修正后的有效探測距離d_xz與正常條件下的探測距離d之間的關系變為

(8)式中，d_xz即為經過兩步計算法后獲得的船載紅外系統有效作用距離。

2.根據權利要求1所述的兩步計算法，其特征在于，所述的權重要素的求取步驟中，當采用人工干預時，采用判斷矩陣達成權重獲取的科學性。

3.根據權利要求1或2所述的兩步計算法，其特征在于，所述的第三步中，D取值為3。