[發明專利]一種低慢小飛行器紅外輻射特性計算方法及存儲介質

在審

• 申請號: 202211077350.9
• 申請日: 2022-09-05
• 公開（公告）號: CN115438425A
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 唐晗;何兵;郭哲明;楊帆;王正強;李虹明;王婭楠;張成;高維峰;山玉科;彭代東;曾興容
• 申請（專利權）人: 昆明物理研究所
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20;G06F111/10;G06F119/08
• 代理公司: 昆明今威專利商標代理有限公司 53115
• 代理人: 賽曉剛

1.一種低慢小飛行器紅外輻射特性計算方法，其特征在于，該方法包括目標幾何模型、目標/環境紅外輻射模型以及雙向反射分布函數模型三個模型；所述目標幾何模型是根據飛行器外形參數對目標采用一組平面近似描述的立體幾何結構；所述目標/環境紅外輻射模型包括目標自身的紅外輻射和目標反射環境紅外輻射兩部分；所述雙向反射分布函數模型是反射方向小立體角內反射的輻射亮度與入射的輻射照度之比；該方法包括以下步驟：

步驟1，利用目標原型參數構建目標幾何模型及基本坐標系；

步驟2，對目標/環境的輻射特性開展機理分析，分別計算影響目標紅外輻射特性的環境輻射因素；

步驟3，根據觀察者、太陽、地表、天空相對目標的方位角、天頂角，結合雙向反射分布函數模型，綜合求解目標/環境紅外輻射亮度、投影面積；

步驟4，由計算的目標/環境輻射亮度乘以投影面積得到目標輻射強度。

2.根據權利要求1所述的低慢小飛行器紅外輻射特性計算方法，其特征在于：

所述基本坐標系是右手笛卡爾直角坐標系，紅外熱像儀和太陽從原點用球坐標確定。

3.根據權利要求1所述的低慢小飛行器紅外輻射特性計算方法，其特征在于：

所述目標自身紅外輻射是機身蒙皮輻射，所述目標反射環境紅外輻射包括目標機身對太陽輻射、地表輻射、地表反射太陽輻射、地表反射天空輻射、天空輻射的反射，特殊情況存在云層反射輻射。

4.根據權利要求1所述的低慢小飛行器紅外輻射特性計算方法，其特征在于，在步驟1中：

所述基本坐標系是一個Z軸垂直向上的右手笛卡爾直角坐標系，其中心O點位于四棱錐目標ABCDE頂面BCDE的中心，X軸指向目標前端，Y軸指向目標左側；紅外熱像儀和太陽從原點用球坐標確定；向量i為平面ABC的單位法向量(x_i,y_i,z_i)，其方向向外；紅外熱像儀在目標坐標系中的天頂角和方位角為太陽在目標坐標系中的天頂角和方位角為根據坐標系轉換方法得到紅外熱像儀、太陽在目標坐標系中的單位向量為(x_t,y_t,z_t)，(x_s,y_s,z_s)；則平面ABC的單位法向量i與紅外熱像儀視線方向的夾角α存在如下關系：

目標相對紅外熱像儀方向的投影面積等于表面面積乘以由面法線和熱像儀方向矢量之間的夾角的余弦：

S_t＝S_ΔABC·cosα (2)

當cosα小于零時，則存在遮擋，其投影面積為零。

5.根據權利要求1所述的低慢小飛行器紅外輻射特性計算方法，其特征在于，在步驟2中：

所述目標輻射亮度是各種分量的總和：

L_total＝L_sel+L_rs+L_re+L_rsky (3)

式中：L_total為目標總的光譜輻射亮度，L_sel為目標自身輻射亮度，L_rs為目標反射太陽輻射亮度，L_re為目標反射地表輻射亮度，其中包括地表輻射亮度、地表反射太陽輻射亮度、地表反射天空輻射亮度；L_rsky為目標反射天空輻射亮度。

6.根據權利要求1所述的低慢小飛行器紅外輻射特性計算方法，其特征在于，在步驟3中：

所述雙向反射分布函數模型的表達式為：

式中：是反射的輻射亮度，是入射的輻照度，θ_i和為入射的天頂角和方位角，θ_r和是反射的天頂角和方位角，λ為波長。