基于Gm-APDs的低频激光成像探测实验

针对空中快速运动目标远距离成像探测的需求,推导了适用于点目标的光子级激光主动成像探测公式,搭建基于64×64像元Gm-APDs的光子级成像探测系统,通过低频成像探测实验,实现对4.3 km处点目标的成像探测。实验结果表明,基于Gm-APDs的低频、光子级回波激光成像探测技术,在无需长时间、多次累积探测的情况下,实现对点目标快速成像探测。为破解对远距离、空中快速运动目标的主动成像探测技术难题奠定基础。

中波红外鱼眼系统被动测距方法

依据目标成像辐射通量变化与距离的关系,针对典型空中目标成像的特点,提出一种适合中波红外鱼眼凝视系统的被动测距方法。在红外鱼眼系统探测范围内,空中目标理想成像面积远小于单个像元面积,因而,背景估算时忽略目标对背景的遮挡,从采集图像与背景的差值中估算焦平面接收的光斑总体辐射通量。目标的红外辐射受到大气中传输衰减,短时间测量时环境变化很小,通过Modtran软件计算得到当时的大气衰减系数。该方法在初始距离已知的前提下,通过计算目标成像光斑辐射通量与初始距离时成像光斑辐射通量的比值,得出当前时刻目标的距离。实验证明:该方法能对空中红外目标进行测距,通过序列帧计时可以估算目标的运动速度。

天基空间目标成像仿真系统设计与实现

设计了一个基于可见光成像并针对空间点目标的天基空间目标成像仿真系统。分析了天基空间目标探测成像的过程,据此将成像仿真过程分为轨道仿真、恒星背景成像仿真、目标成像仿真及电荷耦合器件(CCD)传感器系统仿真四个部分。在空间目标仿真部分将卫星主体简化为长方体、圆柱体及球体三种结构,借鉴雷达截面积提出了目标的光学截面积,利用目标光学截面积可以简单快速地得到目标在成像平面上的亮度大小。该系统实现了基于可见光成像的远距离天基空间点目标成像仿真,可以获取任意观测时段、任意轨道下不同主体结构的空间目标观测仿真图像。