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考虑目标探测的云的长波和中波辐射和空间特性的经验模型

论论资讯 | 2023-03-01

Optical Engineering

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Empirical model for longwave and midwave radiometric and spatial characteristics of clouds for target detection considerations

Leslie P.; Grimming R.; Grijalva S.; Butrimas S.; Driggers R.

Published:2023-03-01
DOI:10.1117/1.oe.62.3.035105

研究背景

在红外成像中,云层的存在会对小型飞行器的探测造成影响。云层会增加背景信号并在目标后面产生不均匀性,导致对比度低且不稳定。相比之下,晴天提供低噪声、均匀的背景,更有利于探测。然而,现有的云层模型假设云层覆盖完全且厚度均匀,未考虑云层的空间和辐射变化结构,这使得红外搜索和跟踪(IRST)模型的准确性受到限制。

研究内容

本文使用实证方法研究了云层的长波和中波辐射和空间特征,以预测云层的辐射温度和结构。研究中使用了大气建模软件MODTRAN,该软件可在发射的中波红外和长波红外波段中提供背景路径辐射。通过将模拟云层与不同条件下的实测云层进行匹配,发现误差较小。然而,现有的MODTRAN云层模型假设云层覆盖完全且厚度均匀,未考虑云层的空间和辐射变化结构,这使得红外搜索和跟踪(IRST)模型的准确性受到限制。本研究通过实测云层的空间和辐射特征,使用四个简单的方程式建立了云层的经验模型。这种建模方法可以将非晴天的背景轻松地引入IRST模型中。

研究意义

本研究的创新点在于使用实证方法研究了云层的空间和辐射特征,建立了云层的经验模型,可以更准确地预测云层的辐射温度和结构,提高IRST模型的准确性。此外,本研究还为红外成像技术的应用提供了更加精确的背景模型,为红外成像技术的发展提供了重要的支持。

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