弹载毫米波辐射图像模拟生成方法研究

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1、弹载毫米波辐射图像模拟生成方法研究黄全亮张祖荫郭伟（华中科技大学图像信息处理与智能控制教育部重点实验室邮编430074文摘：模拟生成毫米波辐射图像是为了用其做地图匹配制导中的基准地图。文中分析了照相机和弹载毫米波辐射计的成像机理，讨论了光学图像的分割和识别方法，论述了地物表面温度、亮温、视温、天线温度和天空温度之间的关系，并在此基础上提出了一种用可见光图像模拟生成毫米波辐射图像的方法。图像模拟的结果表明，该方法完全可行。关键词：光学图像毫米波辐射图像图像模拟Grand-BasedmillimeterwaveradiometricimagessimulationHuangQuanliangG

2、uoWeiZhangZuyin（HuazhongUniversityofScienceandTechnologyKeyLaboratoryofEducationMinistryforImageProcessingandIntelligentControl,P.R.China）Abstract:Afterpresentingthegeometricrelationbetweenopticalimageandthemillimeterwaveradiometricimage,describingtheopticalimagesegmentationandclassification,prese

3、ntingthecomputationofthebrightnesstemperatureoftheterrainandsky,givingthemethodofcomputingtheantennatemperatureoftheterrain,anewtechniqueisintroducedtogeneratethegrand-basedmillimeterwaveradiometricimagesfromtheopticimagesinthispaper.Thetechniqueisexpectedtobeausefultooltogeneratethesourceimagesof

4、thematchingnavigation.Forcomparison,twopassivemillimeterwaveradiometricimagesarepresents,whichoneisprofilebythe8mmground-basedmillimeterwaveradiometerandtheotherisgeneratedbythetechnique.Keywords:Opticimage,MillimeterwaveradiometricImage,Imagesimulation一、引言由于具有全天时、全气候的特点，以及提供可见光、红外不能取得的信息的能力，毫米波辐射

5、计在军事上得到了广泛的应用，而其中一个主要军事应用就是导弹的精确导航和制导，通常是利用武器上存储的微波辐射图像和武器上携带的微波辐射探测器实时测得的微波辐射图像在武器的飞行过程中不断地进行相关匹配以达到精确制导的目的。鉴于遥感资源有限，可以利用卫星光学图像模拟生成毫米波辐射图像，再用它作为基准地图来提供匹配定位。关于这方面的研究，已经取得一定的成果，在文献中完成了基于地基毫米波辐射计的微波辐射图像的模拟生成。但是地图匹配制导技术中的匹配过程是在武器飞行过程中不断进行的，为了配合这方面的研究，本文针对弹载毫米波辐射计的辐射图像模拟生成进行了研究。利用已有的光学图像生成高分辨率的微波辐射图像，

6、这涉及到根据光学图像对地物进行分割和归类，建立不同地物的微波辐射特性模型，天线方向图的分析和成像机理的确定，图像的生成算法等一系列技术问题。本文就的主要工作就是，利用已有的实孔径天线微波辐射探测系统探索获取高分辨率的微波辐射实时成像的理论；由地物的光学图像模拟生成高分辨率的微波辐射图像；考虑飞机运动带来的运动模糊对辐射图像生成的影响，进一步模拟弹载毫米波辐射计的成像结果。文中提出了一种基于弹载毫米波辐射计的成像机理的可见光图像模拟生成毫米波辐射图像的方法。二、辐射计工作情况在各种成像的传感器中，探测器排列形式一般有三种：单点型、线阵型和面阵型。由于毫米波波长较大，为获得高的空间分辨率，天线

7、的面积不可能做得很小，故各种毫米波探测器的排列形式基本上都是单点型，而各种光学探测器正好相反，其排列形式基本上都是面阵型。图1:地基辐射计圆锥扫描图2:机载辐射计圆锥扫描Fig.1Grand-basedConicalScanningradiometerFig.2AirborneConicalScanningradiometer当用单点型探测器获取二维图像时，需在传感器中增设机械扫描装置。与图1中所示地基毫米波辐射计不同，