基于MRTD的红外成像系统性能评估和大气影响的研究

发布时间：2017-03-21 09:08

  本文关键词：基于MRTD的红外成像系统性能评估和大气影响的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,随着微电子技术的迅速发展,带动了红外成像系统研制水平的不断提高。红外辐射可以在夜间和恶劣的气象条件下工作,探测距离比较远,且具有很好的隐蔽性和抗干扰性,所以红外技术广泛应用于民用和军事的许多领域。广泛的应用也对红外成像系统的性能提出了更高的要求,因而也突出了对系统性能评估的重要性。本文分析了红外成像系统性能评估的影响因素,主要有目标和背景的红外辐射特性、探测器自身性能以及大气对红外辐射传输过程中的衰减。其中大气条件对红外辐射传输的影响最为复杂,处理也最为困难。本文通过对MODTRAN软件在计算大气透过率方面的精确度及配置大气模型的便捷度分析,确定了利用MODTRAN处理大气透过率的可行性。然后通过利用MODTRAN计算,编程提取大气透过率数据,研究了不同大气组分、海拔高度、天顶角、雾霾等条件对大气透过率的影响及原因。本文基于MRTD的数学理论模型编程估算了Catherine-GP型红外热像仪的MRTD,验证了模型的可行性并保证了后续作用距离预测的准确性。建立了基于MRTD的红外成像系统对扩展源目标的作用距离估算模型,考虑了观察等级、实际目标尺寸、探测概率和实际背景温度对系统作用距离的影响。利用MODTRAN软件设置大气及探测路径参数建立大气模型,计算得到一定条件下的大气透过率数据,并将其提取出来带入计算模型。分析了不同海拔高度、能见度、大气湿度、天顶角、等条件对红外成像系统可识别目标的MRTD及作用距离的影响及原因。
【关键词】：红外热成像系统 MRTD 大气透过率 MODTRAN 作用距离
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN219
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 注释表9-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 国内外的发展及研究现状11-12
• 1.3 红外成像系统性能理论模型的研究内容12-13
• 1.4 小结13-14
• 第二章 红外成像系统的性能评价参量及其影响因素14-26
• 2.1 红外辐射的基本规律14-15
• 2.1.1 常用辐射量14
• 2.1.2 物体发射率14-15
• 2.1.3 普朗克黑体辐射定律15
• 2.2 红外成像系统的工作原理15-16
• 2.3 红外成像系统的基本参量16-18
• 2.4 红外成像系统的性能评价参数18-22
• 2.4.1 噪声等效温差NETD18
• 2.4.2 调制传递函数MTF18-19
• 2.4.3 最小可分辨温差MRTD19-22
• 2.5 红外成像系统性能的影响因素22-25
• 2.5.1 目标对系统性能的影响22-23
• 2.5.2 探测器对系统性能的影响23-25
• 2.5.3 大气对系统性能的影响25
• 2.6 本章小结25-26
• 第三章 大气对红外辐射传输的影响26-37
• 3.1 大气概况26-27
• 3.2 大气对红外辐射的衰减27-30
• 3.2.1 大气对红外辐射的吸收衰减27-29
• 3.2.2 大气对红外辐射的散射衰减29-30
• 3.2.3 气象条件对红外辐射传输中造成的衰减30
• 3.3 MODTRAN简介及应用30-31
• 3.4 不同条件对大气透过率的影响31-36
• 3.4.1 大气组分对大气透过率的影响31-34
• 3.4.2 海拔高度对大气透过率的影响34
• 3.4.3 不同天顶角对大气透过率的影响34-35
• 3.4.4 雾霾对大气透过率的影响35-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第四章 红外成像系统作用距离的估算及讨论37-46
• 4.1 基于MRTD的扩展源目标的作用距离估算模型37-38
• 4.2 MRTD的修正38-40
• 4.3 作用距离的计算流程40-41
• 4.4 MRTD和作用距离的预测及分析41-45
• 4.4.1 水平路径、不同探测高度下的MRTD和作用距离估算41-42
• 4.4.2 不同消光系数下的MRTD和作用距离估算42-43
• 4.4.3 不同相对湿度下的MRTD和作用距离估算43-44
• 4.4.4 不同天顶角下的MRTD和作用距离估算44-45
• 4.5 本章小结45-46
• 第五章 总结46-48
• 参考文献48-51
• 致谢51-52
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文52

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本文编号：259381