临近空间低速目标光学探测研究

发布时间：2023-04-26 02:50

　　临近空间是指高度为20¹00km的空间区域。这一区域既不属于航空范畴，也不属于航天范畴，有着其自身的特殊性。各个国家都加紧了对临近空间的研究。目前国内外还没有完善的临近空间目标光学探测理论和完全适用的光学探测设备。本文首先进行了大气辐射传输仿真和临近空间目标光学特性分析，然后进行了临近空间低速目标光学探测系统理论分析，最后开展了临近空间高空气球光学观测试验。 文中的主要工作涵盖了以下几个方面：(1)从大气辐射传输模型入手，对临近空间天空背景进行光学仿真。利用MODTRAN软件模拟天空背景，计算大气透过率和天空背景亮度，得到其变化规律，为临近空间低速目标光学探测系统理论分析提供依据。(2)对临近空间低速目标进行可见光亮度特性分析与仿真。主要研究多种工况下(不同方位角、不同探测距离)临近空间低速飞行器的亮度特性。(3)对临近空间低速目标进行红外辐射特性分析与仿真。考虑太阳直接辐射、太阳辐射经地面反射、地球红外辐射、大气红外辐射等，计算临近空间目标的温度，进而计算目标的红外辐射特性。(4)对临近空间低速目标光学探测系统进行理论分析。对于可见近红外波段，针对某一探测器进行...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
    1.1 临近空间环境概况
    1.2 国内外低速临近空间飞行器及其特点
        1.2.1 浮空气球
        1.2.2 平流层飞艇
        1.2.3 高空长航时无人机
    1.3 临近空间目标光学探测研究现状
    1.4 本论文主要研究内容
第二章 大气辐射传输模型及仿真计算
    2.1 大气辐射传输模型
    2.2 大气辐射传输模型仿真计算
        2.2.1 大气透过率仿真计算
        2.2.2 天空背景辐射亮度仿真计算
    2.3 本章小结
第三章 临近空间低速目标光学特性分析
    3.1 临近空间低速目标可见近红外光学特性分析
        3.1.1 临近空间目标可见光到近红外光谱特性分析
        3.1.2 临近空间低速目标可见近红外亮度特性分析
        3.1.3 临近空间目标亮度仿真计算
    3.2 临近空间低速目标红外特性分析与仿真
        3.2.1 临近空间低速目标接收到的太阳辐射
        3.2.2 临近空间低速目标接收到的地球辐射
        3.2.3 天空大气辐射
        3.2.4 临近空间低速目标自身辐射
        3.2.5 气动加热
        3.2.6 目标温度场计算
        3.2.7 红外辐射强度分析
        3.2.8 临近空间高空气球辐射强度计算
    3.3 本章小结
第四章 临近空间低速目标光学探测系统理论分析
    4.1 临近空间低速目标可见近红外光学探测
        4.1.1 探测信噪比及系统极限探测星等计算
        4.1.2 探测能力影响因素分析
    4.2 临近空间低速目标红外波段光学探测
        4.2.1 红外光学系统探测距离估算公式
        4.2.2 红外光学系统参数估算
    4.3 本章小结
第五章 临近空间高空气球光学观测试验
    5.1 光电望远镜的技术指标
        5.1.1 光学参数
        5.1.2 CCD 主要参数
    5.2 杂光抑制技术
    5.3 图像处理技术
        5.3.1 CCD 积分时间的实时自调节技术
        5.3.2 CCD 平场校正技术
        5.3.3 高通滤波技术
    5.4 高空气象气球光学观测试验
    5.5 本章小结
第六章 总结和展望
参考文献
作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3801588