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题名:
大气层外目标红外辐射和光谱特性研究
作者: 王雨飞
学位类别: 硕士
答辩日期: 2011-05
授予单位: 中国科学院研究生院
授予地点: 北京
导师: 廖胜 ; 李强
关键词: 红外辐射 ; 节点网络法 ; 温度场 ; 光谱辐照度 ; 均匀模拟法
学位专业: 光学工程
中文摘要: 近年来,随着光学技术不断发展,越来越多的探测系统中装备了光学尤其是红外精确跟踪系统,因此,目标与环境的红外特性研究已成为对各种光学侦查系统进行论证、设计、仿真等的基础和关键。本文讨论了大气层外轨道目标红外辐射模型的建立方法,对相应的红外辐射传输特性进行了数值模拟和分析,研究内容主要包括了以下几个方面:
(一)、轨道目标时空关系的确定及外热流计算:利用红外辐射测量系统探测大气层外目标时,目标的红外辐射主要包括两个方面:一是目标自身的红外辐射,其受目标所处空间背景的影响;二是目标对外空间辐照的反射,其也是不可忽视的一部分。轨道目标所处的空间位置关系主要是指目标与太阳、地球的相互位置关系,文中在统一坐标系中求出了三者的相互位置矢量关系;同时提出了均匀模拟方法,计算了地球及其大气系统对目标的红外辐射,主要包括地球及其大气的自身辐射和反射太阳的辐射。
(二)、目标表面温度场的数值模拟:采用节点网络法,建立瞬态热平衡方程,考虑了目标表面节点的自身红外辐射、外热流、内载荷热效应及节点与节点间热交换。通过有限差分的方法,辅以初始条件迭代计算任意时刻目标表面的温度场分布,并以目标表面典型位置节点为代表,分析目标进出地影及其在整个轨道内温度的变化情况。
(三)、目标红外辐射及传输的计算和分析:根据目标表面温度场和表面材料特性,模拟计算了目标自身红外辐射在测量系统处产生的光谱辐照度分布,综合考虑目标反射太阳辐射、地球辐射以及地球反照太阳的间接辐射的影响,分析比较了3-14μm红外波段自身辐射和反射辐射的不同光谱特性;并对各辐射项总辐照度沿轨道的变化进行了对比和定量分析。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://ir.ioe.ac.cn/handle/181551/603
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王雨飞. 大气层外目标红外辐射和光谱特性研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2011.
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