[發明專利]基于探測效能的天基紅外預警譜段選擇方法及裝置

有效

• 申請號: 202110296721.1
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN113075150B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 魯嘯天;李峰;辛蕾;楊雪;鹿明;張南
• 申請（專利權）人: 中國空間技術研究院
• 主分類號: G01N21/3504
• 分類號: G01N21/3504;G01N21/17
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 肖冰濱;王曉曉

本發明實施例提供一種基于探測效能的天基紅外預警譜段選擇方法及裝置，屬于遙感探測技術領域。所述方法包括：確定待測目標的尾焰氣體的光譜輻亮度I_tw；確定背景紅外輻射的光譜輻亮度I_b和所述待測目標的目標頂到探測器的光譜大氣透過率τ_t；確定所述尾焰氣體在入瞳處的輻亮度I_t；確定多個探測譜段中的每個探測譜段內在所述入瞳處所述尾焰氣體和所述背景的溫度差ΔT；采用光學遙感探測效能評價方法確定所述天基紅外探測器的最小可分辨率溫差MRTD；確定在所述每個探測譜段內所述尾焰氣體的探測概率；以及根據針對所述每個探測譜段得到的探測概率設置優化探測譜段。本發明實施例以探測效能為評價指標優化選擇天基紅外預警譜段，評價結果更直觀可靠。

技術領域

本發明涉及遙感探測技術領域，具體地涉及一種基于探測效能的天基紅外預警譜段選擇方法及裝置。

背景技術

天基紅外預警衛星是目前探測彈道導彈發射的最有效手段，其通過探測導彈尾焰的紅外輻射，尤其是主動段的高強度輻射來判斷彈道導彈的發射，第一時間預警并將導彈的方位信息等傳至地面站，為地面防御系統的判斷、準備和攔截提供充足時間，對保衛國土安全具有重要意義。

導彈目標和背景在紅外波段的輻射都有一定的光譜特性，大氣輻射傳輸也有波長選擇性，而紅外探測器對不同的波長響應也不相同，因此天基紅外預警衛星的譜段選擇對導彈的預警能力具有重要影響。美國在最早的預警系統“MIDAS(Missile Detense AlarmSystem，導彈紅外防御預警系統)”中采用2.3μm的短波紅外波段，但是雜波干擾強。而后在DSP(Defense Support Program，國防支援計劃)預警衛星中采用2.7μm紅外波段，預警能力有所改善，然而虛警率高。從第二代DSP到天基紅外系統以及紅外監視系統等預警衛星都采用了2.7μm和4.5μm的短波和中波雙紅外譜段探測方式，然而詳細的譜段中心波長和寬度沒有公布。

現有的譜段選擇優化一般以對比度模型或信噪比模型(或稱為“信雜比模型”)為目標函數，通過使目標函數達到最優來選擇譜段。通過對比度模型能夠得到不同譜段的對比度，進而優化選擇探測譜段，然而對于探測器響應和背景雜波等考慮不夠充分。信噪比模型是綜合考慮了成像鏈路影響因素的綜合模型，能夠比較全面反映預警探測能力，然而其對分辨率和對比度考慮不夠充分，且模型復雜度高。

發明內容

本發明實施例的目的是提供一種基于探測效能的天基紅外預警譜段選擇方法及裝置，用于至少部分解決現有的譜段選擇技術存在的上述技術問題。

為了實現上述目的，本發明實施例提供一種天基紅外預警譜段選擇方法，所述方法包括：確定待測目標的尾焰氣體的光譜輻亮度I_tw；確定背景紅外輻射在天基紅外探測器入瞳處的光譜輻亮度I_b和所述待測目標的目標頂到探測器的光譜大氣透過率τ_t；根據所述待測目標的尾焰氣體的光譜輻亮度I_tw和所述大氣透過率τ_t，確定所述待測目標的尾焰氣體在入瞳處的輻亮度I_t；針對多個探測譜段，根據所述背景紅外輻射在入瞳處的光譜輻亮度I_b和所述待測目標的尾焰氣體在入瞳處的輻亮度I_t，確定所述多個探測譜段中的每個探測譜段內在所述入瞳處所述尾焰氣體和所述背景的溫度差ΔT；采用光學遙感探測效能評價方法確定所述天基紅外探測器的最小可分辨率溫差MRTD；針對所述多個探測譜段中的每個探測譜段，根據所述每個探測譜段內在所述入瞳處所述尾焰氣體和所述背景的溫度差ΔT、所述天基紅外探測器的所述最小可分辨率溫差MRTD確定在所述每個探測譜段內所述尾焰氣體的探測概率；以及根據針對所述每個探測譜段得到的探測概率設置優化探測譜段。