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下垫面在地对空观测中的作用以及天空背景仿真软件开发

作　者: 刘淼
导　师: 吴健
学　校: 电子科技大学
专　业: 光学
关键词: 下垫面朗伯面仿真软件不变性原理辐射亮度二流近似
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

现代战争不仅需要己方具有强大的攻击能力,而且必须具备完善的对抗能力,包括实时、准确地摧毁来袭导弹弹体或破坏其导引系统的探测器[13]。其中首要问题就是准确地从复杂背景中发现和识别目标。下垫面,与大气,云层一样是影响地对空观测的因素之一,因此研究下垫面对其产生的影响是完全有必要的。本论文的研究内容就是建立在此目的之上的。它是国家自然科学基金--天空背景光谱辐射特性建模与仿真的一个分支课题,全课题可以分为三个部分研究:大气中的辐射传输,云层在地对空观测中的影响以及下垫面在地对空观测中的影响。本论文研究第三部分,也就是有关下垫面的散射特性。单从本论文内容上看,主要分为两个方面:下垫面在对空观测中的影响,以及天空背景仿真软件开发。对于第一部分研究内容,本文主要针对具有朗伯面特性的海洋,沙漠等地表面,从不变性原理出发,根据国际公认的标准模型推导出考虑地表反射在内的辐射亮度表达式。然后,对于表达式中产生的两个关键参数分别利用相关理论求解。首先是漫射透过率:我们利用Roujean对有限厚度介质层的透射解析近似理论和思想求解之,并且对非朗伯面情形时的透射解析近似的四通量思想也作了相关介绍。其次是反射率:对几种常用的二流近似,Issaacs二流近似,Eddington近似,C-C二流近似以及δ-二流近似和δ-Eddington近似都作了介绍,然后我们利用二流近似对反射率进行计算求解。最后将其代入模型计算并与Modtran软件最终计算结果相比较,能够较好的符合,进而针对常见的几个波长研究了其对应的辐射亮度随观察天顶角变化趋势。针对波长0.6943,求出在天顶角为9-10度时可以忽略地表反射对其所造成的影响。对于第二部分软件开发,则主要在Visual C++环境下开发,在制作界面的基础上利用派生思想及VC技术将其美化。主要特点与创新包括:在其中加入对中国地图的处理以便于用户可以清楚确定所在地区的经纬度;对计算结果保存为文本文件并可进行坐标绘制,以及保存坐标图;利用OpenGL对三维立体角展开模拟,做出了比较清晰的三维效果图,与传统软件的二维效果图相比更形象,更易理解。

下垫面在地对空观测中的作用以及天空背景仿真软件开发

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