海面上目标的光散射特性研究

发布时间：2020-04-13 01:41

【摘要】：目标与环境之间的光学特性研究在目标探测、精确制导、技术仿真以及大气遥感等方面都具有非常重要的意义,因此一直是国内外学者研究的热门课题。本文主要对舰船目标在可见光波段内对复杂背景的散射特性进行了研究。舰船目标结构复杂,甲板上有大量的建筑设备,而设备与设备之间、设备与甲板之间以及舰船与海面之间均可能发生二次散射,如果只计算舰船目标对背景的一次散射则会造成较大的计算误差,因此本文主要研究舰船目标对背景辐射的二次散射。本文主要内容如下:基于辐射学基本理论并通过MODTRAN计算了可见光波段内的太阳辐照度和天空背景辐射亮度,分析了不同条件下观测到的太阳和天空背景辐射特性,并对不同季节、不同时刻的天空背景辐射亮度进行了分析。结合P-M海谱模型,通过蒙特卡洛方法模拟出一维及二维时变海面,并对不同风向、不同风速的二维海面进行了讨论;分析了不同入射角以及不同风速下的海面BRDF模型,并将建立的海面模型作为研究对象利用海面BRDF模型计算并分析了在可见光波段内不同风速、不同时刻的海面散射亮度。由于目标的二次散射计算过程非常复杂,因此本文利用面元剖分法对目标面元间的二次散射进行了研究,并以二面角平板为例讨论了目标材质不同、大小不同时剖分阈值的确定;在特定波长下利用面元剖分法对二面角平板的后向二次散射进行了计算,并将计算结果与本课题组利用射线追踪法得到的计算结果进行对比,保证了算法的正确性;利用面元剖分算法计算了可见光波段内二面角平板和方体组合模型对背景辐射的散射特性,并分析了二次散射对总散射的影响。通过3ds Max对类舰船目标进行建模,然后将其与建立的海面模型进行组合建模;在可见光波段内分别以类舰船模型和组合模型为目标计算了它们在不同条件下对背景辐射的散射亮度,并分析了不同条件下二次散射对散射亮度的影响;将某型号舰船与建立的海面模型进行组合建模,在可见光波段内以舰船为目标计算了其对背景辐射的散射特性,并对二次散射的结果进行了对比分析。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TJ765.3;E925

【参考文献】

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本文编号：2625431