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(lèi)， 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(chēng)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(mǎn)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)，