[發(fā)明專利]一種空間質(zhì)子輻照環(huán)境下材料表面BRDF建模方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011074446.0
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112149310B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 侯晴宇;譚凡教;蘇金宇
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F113/26;G06F119/08
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠(yuǎn)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

本發(fā)明公開了一種空間質(zhì)子輻照環(huán)境下材料表面BRDF建模方法。步驟1：選擇一種經(jīng)過驗證且沒有考慮質(zhì)子輻照的空間目標(biāo)材料表面BRDF模型作為基礎(chǔ)模型；步驟2：根據(jù)步驟1所述基礎(chǔ)模型建立空間質(zhì)子輻照環(huán)境下材料表面BRDF模型；步驟3：利用質(zhì)子輻照量及對應(yīng)的BRDF測量數(shù)據(jù)對步驟2的模型進行擬合，確定模型中的待定參數(shù)集合Ω中的所有待定參數(shù)，即完成了空間質(zhì)子輻照環(huán)境下材料表面BRDF的建模。本發(fā)明能有效分析不同在軌時間內(nèi)不同量的質(zhì)子輻照對BRDF特性的影響規(guī)律，支撐空間輻照環(huán)境下空間目標(biāo)反射特性仿真、分析及相關(guān)應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料表面散射特性領(lǐng)域；具體涉及一種空間質(zhì)子輻照環(huán)境下材料表面BRDF建模方法。

背景技術(shù)

空間目標(biāo)表面的包覆材料一般為聚酰亞胺鍍鋁薄膜，也稱Kapton/Al薄膜二次表面鏡，是一種復(fù)合表面，常用作空間目標(biāo)表面包覆的熱控材料。

材料表面BRDF是影響空間目標(biāo)反射特性的主要因素，是空間目標(biāo)探測、識別的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)及源頭，是該領(lǐng)域的核心研究內(nèi)容。近些年來，在BRDF建模方面開展了諸多研究工作，但主要還是在地面光照條件下的BRDF測量與建模。

然后，空間目標(biāo)處于太空輻照環(huán)境下，質(zhì)子輻照對空間目標(biāo)表面BRDF特性的影響不可忽略。因此，為了體現(xiàn)質(zhì)子輻照對材料表面BRDF的影響，需要將質(zhì)子輻照注量作為BRDF模型中的變量，建立質(zhì)子輻照對BRDF的影響模型，進而對空間目標(biāo)光度信號的仿真、分析和應(yīng)用提供有效支撐。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種空間質(zhì)子輻照環(huán)境下材料表面BRDF建模方法，有效分析不同在軌時間內(nèi)不同量的質(zhì)子輻照對BRDF特性的影響規(guī)律，支撐空間輻照環(huán)境下空間目標(biāo)反射特性仿真、分析及相關(guān)應(yīng)用。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種空間質(zhì)子輻照環(huán)境下材料表面BRDF建模方法，所述建模方法包括以下步驟：

步驟1：選擇一種經(jīng)過驗證且沒有考慮質(zhì)子輻照的空間目標(biāo)材料表面BRDF模型作為基礎(chǔ)模型；

步驟2：根據(jù)步驟1所述基礎(chǔ)模型f₁(θ_i,θ_r,φ_i,φ_r,Ω₁)建立空間質(zhì)子輻照環(huán)境下材料表面BRDF模型，

f(θ_i,θ_r,φ_i,φ_r,Ω)＝f₁(θ_i,θ_r,φ_i,φ_r,Ω₁)f₂(I_P,θ_r,Ω₂)

其中，θ_i、φ_i分別為入射天頂角、入射方位角；θ_r、φ_r分別為反射天頂角、反射方位角；Ω₁為基礎(chǔ)模型的待定參數(shù)集合；表示質(zhì)子輻照對BRDF的影響模型；I_P表示質(zhì)子輻照注量；Ω₂為影響模型的待定參數(shù)集合，Ω₂＝{A,B,C,D,E,F}，Ω為整體模型的待定參數(shù)集合；

步驟3：利用質(zhì)子輻照量及對應(yīng)的BRDF測量數(shù)據(jù)對步驟2的模型進行擬合，確定模型中的待定參數(shù)集合Ω中的所有待定參數(shù)，即完成了空間質(zhì)子輻照環(huán)境下材料表面BRDF的建模。

進一步的，所述步驟1的基礎(chǔ)模型具體可為以下模型中的一種，Torrance-Sparrow五參數(shù)模型、Phong模型、Cook/Torrance模型或Ward模型。

進一步的，所述步驟1的基礎(chǔ)模型選擇為