凝视型红外搜索跟踪系统对武装直升机作用距离的分析

作用距离是红外搜索跟踪(IRST)系统的主要技术指标之一,不同的战略目标具有不同的红外辐射特性,需要建立不同目标的作用距离模型。通过对武装直升机的红外辐射特性进行分析,建立了凝视型IRST系统对武装直升机的作用距离模型。通过实际算例的结果,进一步探讨了影响其作用距离的各方面因素。为凝视型IRST系统的设计和应用以及综合性能的评价提供了理论依据。

凝视型红外搜索跟踪系统对巡航导弹作用距离分析

红外探测系统对巡航导弹进行探测预警,是拦截巡航导弹的首要条件。通过分析在3-5μm波段内,作为巡航导弹主要辐射源的蒙皮、发动机喷口和羽流的红外辐射特性,建立了凝视型红外搜索跟踪系统（IRST）对巡航导弹的作用距离模型,给出了求解距离方程的正确方法,并对实例计算的结果进行了分析。

凝视型红外搜索跟踪系统的作用距离模型

作用距离是红外搜索跟踪(IRST)系统的核心指标之一,需要对它作专门的研究。从凝视型红外焦平面的响应度和探测目标所需的辐射功率出发,修改了凝视型焦平面响应度的公式,对目标成像的特性进行了新的分析,并讨论了系统各部分对作用距离的影响,建立了凝视型IRST系统作用距离的数学模型,为系统设计和性能评估提供了理论依据。

凝视型红外搜索跟踪系统作用距离模型中参数值的确定

凝视型红外搜索跟踪(IRST)系统作用距离模型中参数值的确定是非常困难的。通过理论分析和工程实践,提出了目标辐射亮度、背景辐射亮度、凝视型焦平面阵列的灵敏度、SNR等参数的确定方法。

凝视型红外搜索跟踪系统探测能力的分析

探测能力的强弱是广大凝视型红外搜索跟踪系统设计者和使用者一直关心的问题。对作用距离数学模型中影响探测能力的主要因素如目标、光学系统口径等进行了分析,还讨论了模型中未曾提到的一些因素,如路径辐射、光谱匹配等对探测能力影响的方式、程度。分析结果为增强凝视型红外搜索跟踪系统的探测能力提供了理论依据。

国外凝视型舰载红外搜索与跟踪系统综述

为一种被动式告警系统,舰载红外搜索与跟踪系统(IRST)能够可探测和跟踪掠海反舰导弹和低空威胁目标,为舰船作战管理系统和指挥控制系统提供目标指示信息,在提高舰船的态势告警能力和自防御能力方面具有不可替代的优势。与传统的360°机械扫描的IRST系统相比较,新型的凝视型IRST系统使用多个基于FPA阵列凝视非转动传感器组件,增大俯仰角覆盖,具有的高数据更新率确保快速反应时间,增强了对高速低探测性目标以及非对称威胁目标的自动探测和跟踪性能。论文介绍国外新型凝视型舰载红外搜索与跟踪系统的发展现状、技术特点和应用,对重点技术进行了分析。

一种移动平台红外搜索跟踪系统的稳定控制方法

基于移动平台的红外搜索跟踪系统已成为新一代光电搜索跟踪系统的主流趋势,小型化和轻量化是其高机动性的保证。载体运动姿态变化耦合的角速度扰动和系统内部力矩干扰将对其搭载的光电载荷视轴稳定控制带来严峻挑战,基于多轴多框架和高精度陀螺反馈控制相结合的传统视轴稳定方法已无法适用。本文针对两轴两框架移动平台红外搜索跟踪系统的光电载荷视轴稳定控制,提出了基于平方PI和Luenberger扰动观测前馈的双速度闭环同阶串级控制方法。仿真和实验表明,相对于传统的单陀螺闭环和双速度闭环稳定控制方法,该稳定控制方法有效提升了载体运动低频扰动下的视轴稳定精度。1°/1 Hz扰动下,仿真稳定精度达到2.7817μrad,实验稳定精度达到35.85μrad。1°/2 Hz扰动下,仿真稳定精度达到38.199μrad,实验稳定精度达到119.1μrad。最终,利用本文提出的稳定控制方法,两轴两框架移动平台红外搜索跟踪系统有效克服了行进间载体运动姿态变化耦合的低频角速度扰动,实现了高平稳高动态的光电载荷视轴指向控制性能。

凝视型红外搜索跟踪系统对高速飞机作用距离的分析

考虑了太阳、天空、地面等背景辐射以及辐射在大气传输中的衰减,分析对比了飞机在不同飞行速度、不同气象环境、不同探测路径等条件下,包括飞机蒙皮、飞机发动机喷口和飞机发动机尾气流——尾焰这三部分主要辐射源的辐射特性,建立了高速飞机红外辐射特性的物理模型,利用计算结果进一步建立了红外搜索跟踪系统对高速飞机作用距离的数学模型。讨论了影响高速飞机红外作用距离的内外部因素,如飞机的内部传热、探测路径方向与有效辐射面积等。

凝视型红外探测系统的三维噪声研究

应用三维噪声模型分析了凝视型中波红外探测系统的噪声特性,并研究了信息处理方法对各类噪声分量的抑制效果。在不同积分时间下对不同温度的面源黑体连续采集图像数据并进行分析,发现增加积分时间和黑体入射能量时,各噪声分量都先以非线性形式迅速减小再逐渐趋于恒定,且各噪声分量会呈现出各自特有的图像模式。研究发现在未经任何信息处理的原始图像中,空间噪声是系统噪声的主要成分;综合运用空间和时间噪声抑制方法后,空间噪声几乎被完全抑制,时间噪声降低约一半,瞬态像素噪声成为噪声的主要成分。

机载红外搜索跟踪系统的单站单波段测距测速模型

:文中提出一种能使机载红外搜索跟踪系统 (IRSTS)在单站单波段条件下实现被动动态测距测速的技术方案。该方案融合了红外探测器对目标辐射的响应信息 ,利用机载惯性导航系统(INS)提供的本机状态参数 ,建立了动态获取目标距离和速度信息的解算模型———SSIR VRM模型。大量的仿真研究证明了该模型的可行性 ,其测量精度基本能满足机载导弹火控解算的需要。

一种紧凑型折射式红外搜索/跟踪光学系统设计

根据机载红外搜索/跟踪系统对大搜索框架角与小型化的需求,设计了一个三次成像光学系统,其像质优良,MTF达到衍射极限。对光路进行空间三维折叠,使其外形尺寸包络于一个球体内。光学系统的通光口径超过了包络球体外壳直径的52%,且球体直径约等于系统等效焦距。

凝视型海上红外搜索与跟踪系统(上)

英国QinetiQ公司为英国国防部研制了一种海上红外搜索与跟踪(IRST)演示器。该系统使用两台凝视型红外摄像机以及能够分裂视场的光具以便对地平线进行全景跟踪。同现有的扫描型红外搜索与跟踪系统相比,使用凝视型探测器的红外搜索与跟踪系统具有更高的灵敏度和追踪速率。演示器配备的是已成商品的640×512元中波红外探测器,但它在将来也可接纳1024×768元的探测器。演示系统装有一种特殊的可变换滤光片以便根据主要的环境状况选择最佳的工作波段,并装有一种光束转向器以利于非均匀性校正和图像的稳定。利用现场可编程门列阵(FPGA)和用于探测和跟踪的PowerPC硬件,演示系统已实现了实时数据处理。本文描述凝视型海上红外搜索与跟踪系统并介绍其一些输出图像。

凝视型海上红外搜索与跟踪系统(下)

6 处理算法 图像处理系统执行许多功能，其结构示于图7。首先，来自每台摄像机的图像被重新整形以便去除重叠并形成连续的图像。然后，实施基于场景的非均匀性校正，这种技术以递归的方式从光束转向器造成的移位图像上估计出应实施的偏移校正。

红外搜索跟踪系统模型设计及军事侦查中的应用分析

红外搜索跟踪系统是以被动方式工作的,具有隐蔽性好、精度高以及低空探测性能好等优点。同时,它还具备角度分辨率高,可进行全天候探测,可在不同环境和视场角下搜索和跟踪多个目标等特点。该文从模型设计出发,重点分析在军事侦察中的应用。

国外某型隐身飞机红外辐射特性及低空可探测性分析

以国外某型号隐身飞机为分析对象,通过建立飞机不同部位的红外光谱辐射模型、双向反射率(BRDF)模型和大气吸收/散射模型,计算得到在北半球中纬度夏季几种典型太阳入射角度、观测角度和飞行状态下,飞机的空间辐射能量分布.在此基础上建立低空探测模型和探测场景,并分析国外装备的某机载红外搜索跟踪系统(IRST)对该隐身飞机的探测能力.研究结果表明,加力状态、大气条件、太阳入射角、蒙皮反射率、探测谱段和探测角度都会影响飞机的红外辐射特性和可探测性.在低空探测模式下,阳光反射的影响相对有限,辐射强度主要受加力状态和探测波段的影响,在空间分布上呈现显著的多样性和差异性.

红外搜索跟踪系统作用距离的分析

作用距离是红外搜索跟踪系统的主要技术指标之一,是系统本身性能、目标特性、大气环境等多项因素的函数,是一个非常复杂、难以精确计算的问题。由Hudson手册给出的传统红外系统作用距离方程具有一定的局限性。基于满足红外探测器的最低可探测信噪比,综合考虑目标成像弥散斑和背景辐射的影响,深入分析了扫描成像系统和凝视成像系统的作用距离方程。为系统的设计和应用以及综合性能的评价提供了理论依据。

点源目标的红外搜索与跟踪系统的作用距离估算

红外目标的探测在告警、制导等领域具有重要意义。在中远距离探测中,红外搜索与跟踪系统的作用距离受到大气传输、红外探测器的性能以及目标的辐射功率等因素的影响。传统红外系统的作用距离方程具有一定的局限性。考虑到目标成像弥散斑和背景辐射的影响,对红外搜索与跟踪系统(IRST)的作用距离方程进行修正,得到IRST系统的作用距离与系统的噪声等效温差(NETD)之间的关系,推导出探测器噪声限下对点源目标的作用距离方程。为IRST系统的综合评估和设计提供了一个重要的依据。

红外搜索跟踪系统的数据关联算法研究

针对红外搜索跟踪系统(IRST)在单站情况下,对目标进行纯方位跟踪时存在的问题,提出一种数据关联算法.首先根据红外探测器的量测信息特点,从不同角度构造多组证据;然后采用证据组合规则对这些信息进行综合;最后通过极大化基本可信度赋值函数(BPAF)得到关联结果.这种基于D-S证据理论的数据关联算法,由于合理利用多源量测信息,有效地克服了传统方法处理数据不确定性时存在的问题.蒙特卡罗仿真结果表明,该算法具有较好的关联效果.

凝视型红外成像系统中冷像的仿真分析

在凝视型红外成像系统中,虽然焦平面阵列的非均匀性校正可以消除冷像的影响,但是校正后工作条件发生改变时,冷像变化的影响会显现出来,因此,在设计凝视型红外成像系统时冷像的分析显得很重要。通过分析红外光学系统中冷像形成的原因,根据辐射学原理分析各表面的冷像贡献,并建立了冷像等效温差(NITD)的数学模型。以该数学模型和动态数据交换接口(DDE)技术为基础,运用光学软件ZEMAX及仿真软件MATLAB进行联合仿真,实现了凝视型红外成像光学系统的冷像等效温差的计算和分析,并给出了焦平面阵列上冷像的效果图。实现了在凝视型红外成像系统光学设计过程中对冷像的评估。

一种基于双波段的红外搜索与跟踪系统的单站测距方法

提出了利用IRST系统的两个探测波段进行目标定位的单站测距算法 ,建立了系统的测量模型 ,推导出了相应的定位公式及径向速度公式 ,并对定位误差进行了系统分析。本方法同已有的单站单波段定位方法相比 ,其最大的优点是不依赖于目标的运动模型 ,从而克服了原来算法必须假定目标运动形式的缺陷。最后 ,通过计算机仿真验证了所提出算法的有效性及性能。