天基红外点目标成像特征研究

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1、天基红外点目标成像特征研究作者姓名刘可辉导师姓名、职称王晓蕊、黄曦一级学科光学工程二级学科光学工程申请学位类别工学硕士提交学位论文日期2014年12月学校代码10701学号1205122214分类TN82号TN216密级公开西安电子科技大学硕士学位论文天基红外点目标成像特征研究作者姓名：刘可辉一级学科：光学工程二级学科：光学工程学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：王晓蕊教授、黄曦副教授提交日期：2014年12月AStudyofImageCharacteristicofInfraredPointTargetDete

2、ctedbySpace-borneWarningSystemAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinOpticalEngineeringByLiuKehuiSupervisor:Prof.WangXiaorui,HuangxiDecember2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进

3、行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保

4、留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要天基红外预警系统在弹道导弹防御方面发挥着重要作用。地球同步轨道预警卫星搭载的红外成像传感器可对主动段导弹进行探测跟踪。由于同步轨道预警卫星成像分辨率低，目标表现为点特征。在预警探测过程中，噪声起伏和云层背景的辐射严重干扰了点目标的成像探测。本

5、文通过成像仿真手段分析了噪声和卷云干扰下的点目标的成像信噪比特征，另外分析了同步轨道观测下点目标的成像轨迹特征。主要工作如下：（1）在已有的导弹尾焰辐射特性计算结果上，利用MODTRAN大气软件计算卷云辐射特征以及大气吸收系数，设置典型气象条件下目标与背景的辐射场景，然后经过光学系统点扩散效应以及探测器积分响应过程，得到点目标的预警仿真图像。从不同高度处目标预警仿真图像中统计成像信噪比，继而获得目标成像信噪比随高度变化的曲线，分析了目标的探测高度。（2）根据导弹主动段动力学模型，求解主动段运动轨迹。利用成像几何关系

6、，建立了目标空间三维坐标到地球同步轨道卫星像面坐标的转换关系。通过这一转换关系仿真了导弹主动段成像轨迹，重点分析了卫星姿态扰动造成的目标图像轨迹点偏移误差。本部分的工作主要服务于点目标的探测、跟踪及预警系统性能的仿真评估。本文旨在研究地球同步轨道红外预警卫星对导弹主动段探测识别的过程中点目标成像探测信噪比以及点目标图像运动特征。关键词：天基预警系统，卷云背景，点目标探测，成像信噪比，轨迹特征论文类型：基础研究I西安电子科技大学硕士学位论文IIABSRACTABSRACTSpace-borneinfraredearl

7、ywarningsystemplaysaveryimportantroleinBallisticMissileDefense.Duringthepoweredphase,missilecouldbedetectedandtrackedbyIRimagingsensoronthegeosynchronousorbitsatellite.Becauseoflowspatialresolutionofgeosynchronousorbitsatelliteimagingsensor,themissilecouldbelo

8、okedasifpointtarget.Whenthespacedwarningsystemsearchforpointtargets,noiseofdetectorandbackgroundofcloudandatmosphereinterferethedetectionandtrackingofpointtargetheavily.inthispaper