航空母艦紅外圖像建模理論初探.pdf

1、摘 要航空母艦的紅外圖 像建模理論對(duì)于國(guó)防工作中軍事目 標(biāo)的獲得與識(shí)別具有重要意義認(rèn)航空母艦相對(duì)與以前的驅(qū)逐艦來(lái)說(shuō)是一個(gè)嶄新的 物理模型， 對(duì)它的紅外建模需要考慮一些新的問(wèn) 題。比 如航空母艦的厚甲 板將不可能再用以 前驅(qū)逐艦里面的面元模型來(lái)描述， 而必須引 進(jìn)體的 概念。 另外由 于海上的 航母很多時(shí)候都處于靜止?fàn)顟B(tài)，因此研究它的熱像隨著時(shí)間和環(huán)境的變化而變化也就有了十分的必要。對(duì)以 上兩點(diǎn)， 本文做了一些初步的 探索工作。一 ‘ 我

2、 在 論 文 期 間 主 要 工 作 是 完 成 了 在 新 的 體 面 混 和 結(jié) 構(gòu) 的 物 理 模 型 下 的 溫 度場(chǎng) 求 解 與 非 穩(wěn) 態(tài) 溫 度 場(chǎng) 計(jì) 算 兩 方 面 。 浪 據(jù) 甲 板 的 物 理 模 型 不 同 于 以 前 的 特 點(diǎn) ，采用合理的分割方法，把體結(jié)構(gòu)分解成表層面元和內(nèi) 部的體元， 使得新的物理用前人的工作成果，并對(duì)體元部分的能量平衡進(jìn)和結(jié)構(gòu)的溫度場(chǎng)計(jì)算問(wèn) 題。同時(shí)考慮一天之中不豁 擊模型中的面元部分得

3、以繼行了分析求解， 解決了體同 時(shí) 刻 的 天 空 紅 外 背 景 輻 舫 蝗 、 海 面 趕 外 背 景 輻 射 模 型 ， 求 解 了 在 考 慮 背 景 輻 射 對(duì) 目 標(biāo) 的 影 響 的 情 況 下 該 物 遙 模 型 在 一 天 內(nèi) 隨 時(shí) 間 變 化 的 各 個(gè) 時(shí) 段 的 動(dòng) 態(tài)溫度場(chǎng)變化，最后根據(jù)計(jì)算的結(jié)果在模擬顯示程序上顯示了一天之中各個(gè)時(shí)刻該模型的模擬熱像。在軟件實(shí)現(xiàn)上， 程序源代碼全部采用V i s u a l

4、C + + 語(yǔ)言編制，利用面向 對(duì)象編程的 特點(diǎn)，建立了目 標(biāo)， 環(huán)境等幾個(gè)相互作用的 類， 大大簡(jiǎn)化了 程序結(jié)構(gòu)，充分體現(xiàn)了 軟件的 模塊化和封裝性， 使該軟件包具有較好的 容錯(cuò)能力、 可擴(kuò)展性、 可 移植 性和健壯性。 整 個(gè)軟 件 系統(tǒng)是 在基于W i n d o w s 2 0 0 0 的P E N T I U M微\ 機(jī)上實(shí)現(xiàn)的。 、關(guān)鍵詞:航空母艦、理論模型、 溫度場(chǎng)，背景輻射， 動(dòng)態(tài)熱像航空母艦紅外圖像建模理論初探第一章

5、 課題背景關(guān)于目 標(biāo)紅外熱 像方面的 研究， 在目 標(biāo)的 探測(cè)識(shí) 別、 紅外 制導(dǎo)、 模擬訓(xùn)練、 人員培訓(xùn)以 及紅外成 像裝備的 研制、仿真和評(píng)估隱身設(shè)計(jì)、尋求反隱身 途徑等方面可以 提供極為 經(jīng)濟(jì)、有效的手段，因而成為國(guó)內(nèi) 外眾多 研究機(jī)構(gòu)的 研究熱點(diǎn)。國(guó) 外這方面的研究工作早 在五， 六 十年 代就已 經(jīng)開(kāi)始。 至 今己 有二 十多 年的 歷史，以美國(guó) 為首， 前蘇 聯(lián)、 法國(guó)、以 色列等國(guó) 家集中了 大量的 人力、 財(cái)力， 做了

6、許多 研究工作，并積累了大量的經(jīng)驗(yàn)。1 . 1 紅外熱像模擬的建模方法紅外熱像建模的理論方法大致可以 分為三種。 即實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)方法， 精細(xì)理論分析方 法，簡(jiǎn)化論方法。其中簡(jiǎn)化理論方法又稱為半經(jīng)驗(yàn)一 半理論方法。一 實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)建模的方法實(shí) 測(cè)統(tǒng)計(jì)方法 就是指 對(duì)于 不同的目 標(biāo)， 在不同 的時(shí)間， 不同的 環(huán)境， 地區(qū)， 不同的 氣候及氣象條 件下， 對(duì)不同的背景， 利用輻射照度儀或熱成 像儀直 接進(jìn)行測(cè)量， 然后 將測(cè)量結(jié)果存入大型數(shù)據(jù)庫(kù)。

7、 在此基礎(chǔ)上 運(yùn)用數(shù)學(xué)方法 進(jìn)行統(tǒng) 計(jì)分析， 力求的 到一般性的 規(guī)律，或者可以找到一個(gè)簡(jiǎn)化的模型對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行替代。美國(guó) 和前蘇聯(lián)的 科學(xué)家在這方面作了 大量的 工作，并 將結(jié) 果予以 實(shí) 用， 可以 得到較滿意的結(jié)果。不過(guò)使用這種方法，需要在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，在不同的情況下對(duì)同一目 標(biāo)作大量的 測(cè)量，因此周期較一 K ，而且對(duì)人力物力各方面要求較高，代價(jià)過(guò)大。無(wú)法對(duì)某一結(jié)果進(jìn)行有效的推廣。當(dāng) 環(huán)境因素發(fā)生變化時(shí)，整個(gè)工作效率降低。同時(shí)，