太阳同步轨道卫星光学特性

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1、2013年1月第39卷第1期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsJanuary2013V01．39No．1太阳同步轨道卫星光学特性申文涛朱定强石良臣蔡国飙(北京航空航天大学宇航学院，北京100191)摘要：为了分析太阳同步轨道卫星的光学特性，对FY-1卫星的可见光和红外波段光学信号进行了仿真计算和模拟试验验证．通过对外部辐射及内部热源的分析，计算了卫星的温度场，采用随机起伏表面算法模拟表面覆盖材料外表面，通过阴影遮挡判断及双向反射分布函数(BRDF，Bi．directionalReflectanceD

2、istributionFunction)模型计算卫星对外部辐射的反射特性，编程计算得到在可见光0．4～1．Olxm和红外8～14斗m，14～16Ixm波段下卫星的光学特性．结果表明红外辐射亮度与表面温度相关，8～14斗m最大约90W／(m2·sr)、14～16斗m最大约20w／(m2·sr)．空间可见光辐射强度具有明显的镜面反射效应，卫星主体峰值2200W／sr．通过地面模拟测量空间目标的温度和红外辐射验证了温度及红外辐射仿真计算模型，可见光辐射强度仿真计算结果与地面模型卫星测量结果误差在20％以内．关键词：太阳同步卫星；可见光与红外辐射；仿真；测量中图分类号：V443文献标识码：A文章编号

3、：1001—5965(2013)01-0006-05OpticalpropertiesofsunsynchronousorbitsatelliteShenWentaoZhuDingqiangShiLiangchenCaiGuobiao(SchoolofAstronautics，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)Abstract：OpticalcharacteristicsofsunsynchronousorbitsatelliteFY-1werestudiedbysimulationandexp

4、erimentalverificationinvisibleandinfraredband．Takenasinputincalculationofinfraredemission，tem—peraturefieldonsatellitesurfacesweresolvedaccordingtotheradiationfluxofoutersources．Undulatingalgo—rithmwasusedtodescribeappearanceofthesurfacematerial．Reflectionfromsatellitewasbasedonjudg-mentsofshadowan

5、dbi—directionalreflectancedistributionfunction(BRDF)ofsurfacematerials．Thesigna—turesofFY-1satellitewerecalculatedandanalyzedininfraredandvisibleband．Theresultsshowthatinfraredluminanceofsatellitesurfaceisrelatedwithtemperature．Themaximumvalueis90W／(m2·sr)in8～14Ixmband，and20W／(m2·sr)in14～16斗mband．T

6、hereflectedlightintensityshowremarkablespeculareflect．MaximumvalueiS2200W／sr．ThemeasurementrelativeerroriSlessthan20％．Keywords：sunsynchronousorbitsatellite；visibleandinfraredsignature；simulation；analogmeasure—ment在未来的空间对抗中，对敌方卫星系统的跟踪、干扰与破坏将成为战略空间防御的重要途径．对卫星红外辐射和可见光散射特性的分析可以为目标探测、识别和跟踪提供参考，近年来得到越来越多

7、的重视⋯．国内外对空间目标光学特性进行了广泛的研究．包括对目标表面温度计算阻引，目标的红外辐射计算⋯，目标对地球和太阳的红外及可见光反射计算等阻6，以及通过地面和空间平台进行测量试验研究m引．本文通过对FY一1卫星的建模，收稿日期：2011-09—19；网络出版时间：2013-01—1416：40网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／11．2625．V．20130114．1640．0