基于区域网格化的空间目标光学特性计算方法

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1、第33卷第2期航天返回与遥感2012年04月SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING基于区域网格化的空间目标光学特性计算方法王付刚张伟王治乐(哈尔滨工业大学空间光学工程研究中心，哈尔滨150001)摘要为了精确计算空间目标光学特性．基于区域分解和网格划分的方法建立了空间目标光学特性计算模型首先把目标表面分解为若干材料属性单一且易于数学描述的区域：对划分后的区域进行网格划分；对划分后的网格面元进行遮挡与掩蔽分析，给出有效面元的判断准则：最后结合表面材料的双向反射分布函数建立了目标的光学特性计算模型

2、。为了验证计算模型的精确性．搭建了空间目标缩比模型测量平台。当入射天顶角为10~、20~和30~时．缩比模型理论计算结果与实验测量数据的相对均方根误差分别为8．89％、9．39％和8．00％．均小于10％．验证了所建目标光学特性计算模型的准确性关键词光学特性网格化遮挡掩蔽模型计算空间目标中图分类号：0432．1文献标识码：A文章编号：1009—8518(2012)02—0081—07DOI：10．3969／j．issn．1009—8518．2012．02．013ACalculationMethodforSpaceTar

3、getOpticalCharacteristicsBasedonLocalRegionSurfaceMesh-creationWANGFugangZHANGWeiWANGZhile(ResearchCenterforSpaceOpticalEngineering，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China)AbstractInordertocalculatetheopticalcharacteristicsofthespacetargetaccurately，acalc

4、ulationmodelofopticalcharacteristicsbasedondomaindecompositionandsurfacemesh-creatingisestablished．Firstly，targetsurfaceisdecomposedintoregionswithuniquematerialcharacteristicsandsimplemathematicdescription，andlocalregionsurfacemesh-creationisdecomposed．Thenthes

5、hadowingandmaskingareanalyzedforsurfaceelements，andthejudgmentcriterionisputforward．FinallyacalculationmodelcombinedwiththeBRDFofsurfacematerialsforopticalcharacteristicsisestablished．Ameasurementplatformwithscaledmodelisconstructedinordertoverifytheaccuracyofth

6、ecalculationmode1．TherelativeRMSerrorsbetweentheoreticalresultsandexperimentaldataforscaledmodelare8．89％，9．39％and8．00％，whicharelessthan10％，respectivelycorrespondingtotheincidentzenithangle10。．20。and30。．Resultshowsthatthemodelhasexcellentperformanceinaccuracy．Key

7、wordsopticalcharacteristics；mesh-creating；shadowing；masking；modelcalculati0n；spacetarget1引言随着航天技术的不断发展，进入空间的目标越来越多，如何探测、编目和识别这些目标已经成为各国空收稿日期：2012一O1—1O基金项目：国家自然科学基金项目(61007008)82航天返回与遥感2012年第33卷间和地区监视面临的重要任务对空间目标的探测主要采用光学探测的方法．即利用空间目标的反射光度信号进行探测。因此空间目标反射特性的研究已经成

8、为热门课题。目前．在空间目标光学特性研究方面已经开展了大量的工作。影响空间目标光学特性的因素主要有两个：目标表面材料的反射特性和目标的几何形状结构。在空间目标光学特性理论建模与计算方面，基于材料光学特性的不同假设．建立Lambert模型和双向反射分布函数模型基于材料反射特性为Lambert模型的假设下．建立了标准几何体解析法[1J