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。

基于NETD和△T红外点源目标作用距离方程的讨论

分析了噪声等效温差NETD的概念及其表达式的数学推导过程,以及现有的基于NETD和目标背景温差△T的红外点源目标作用距离方程的成立条件,结果表明:NETD的数学表达式和其数值的实验室测量,以及作用距离方程都是基于目标背景小温差条件的,而作为点源进行探测的目标往往并不满足小温差条件。据此,对将NETD的概念用于点源目标作用距离的计算提出了不同的看法。最后,介绍了一种适用的基于NETD和目标背景温度参数的点源目标作用距离的计算方法。

机载IRST系统最佳工作点及探测概率包线研究

针对机载IRST系统理论探测与实际探测能力之间的较大差异及其作战能力发挥不充分等问题,首先分析了机载IRST最佳工作点与作战需求和探测能力之间的关系,然后考虑了目标机相对载机进入角、方位角、俯仰角和环境背景辐射等作战因素,建立了机载IRST角水平和角俯仰探测能力模型,最后综合作战环境和探测概率特性提出探测概率包线概念,建立了机载IRST作用距离探测概率包线模型,并定量分析了不同空战态势中机载IRST的探测能力及其概率。从仿真结果可以看出,当满足一定的虚警概率和信噪比要求时,探测概率包线的分布特性具有最佳探测点,这为引导战机扭转战场态势,充分发挥机载IRST作战效能提供了理论参考,也为模拟真实战场环境和在实验室进行试验提供了一定的理论支撑。

复杂背景下红外点目标探测概率估算

红外成像系统对点目标的探测概率在实际应用中往往受到复杂背景的极大影响,而现有的计算方法并不能适用于复杂背景下的探测概率估算.首先从红外成像系统对点目标的作用距离模型出发,分析了探测概率与信噪比、作用距离的关系,推导出单一背景下红外点目标的探测概率估算方法;然后,利用红外成像系统的亮度-灰度函数,通过背景的红外图像灰度信息计算得到其红外辐射亮度;最后,引入概率统计的思想对单一背景下探测概率的估算方法进行了改进,提出了复杂背景下红外点目标探测概率的估算方法.实验结果表明:该估算方法可以有效评估实际应用中典型复杂背景对红外成像系统的点目标探测概率的影响.

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。

红外搜索系统的作用距离及其等效检验

推导了红外搜索系统的作用距离方程,并修正传统的红外搜索系统作用距离方程。在检测条件偏离系统设计所规定的大气条件和目标特性情况下,推导出不同目标、不同大气条件下作用距离等效折算公式,用模拟目标代替规定目标进行检验。所述方法可应用于系统设计和检验,以及评价红外搜索系统的综合性能。

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。

点源目标的红外成像系统作用距离分析

红外系统的作用距离是红外探测系统的一个重要的综合性能参数,它直接影响红外图像的像质,从而影响目标的提取与识别。基于NETD和NEFD对红外成像系统的作用距离进行了详细的分析,以便在设计中参考使用。

红外警戒系统点目标检测距离理论分析

给出了红外警戒系统点目标探测距离的计算模型与公式 ,分析了影响点目标探测距离的参数间关系 。

红外系统点目标作用距离计算方法分析与实例

红外系统的作用距离参数是表征红外系统成像性能的重要指标。目前,红外系统作用距离的计算方法有多种,但都有其各自的适用性和局限性,因此需要考虑不同条件下多种因素对作用距离的影响。本文基于探测能量、基于噪声等效温差(NETD)的和基于对比度的3种点目标探测的作用距离模型,发现在不同条件下应用的局限性。当观测目标为人时,基于NETD的模型计算作用距离为8.74 km,与外场实验数据更为接近。而当观测目标为飞机时,基于能量的模型计算作用距离为32.04 km,与外场实验数据更为接近。结果表明,针对不同特征的目标,选取适当的作用距离计算方法有助于提高系统作用距离估算的准确度。

深空背景下运动点目标探测距离模型研究

红外相机探测运动点目标时,探测能力主要指标为探测距离,而影响探测距离的因素很多,如光学系统工作温度、红外探测器像元尺寸、目标特性等。文章从红外相机点源目标探测基本理论出发,建立了运动点目标红外相机探测距离估算模型,分析了影响探测距离的各相关因素,为深空背景下运动点目标红外相机的指标设计提供理论参考。

红外探测技术对多目标弹道参数的测量

在对多目标探测所用传感器的选择、目标提取和数据处理等三方面技术问题进行分析论证的基础上,提出了一种新的多、弱、小、暗目标近地弹道参数测量方法。采用红外热像仪合理布站,对运动的多个目标进行空间定位;采集多目标近地区域的下落图像,拟合出相应的轨迹,然后根据多条轨迹得到诸如目标空间坐标、轨迹、速度等弹道参数。这种方法可用于测量靶场落点和近地轨迹等;尤其是在对子母弹子弹群的近地弹道参数及落点的测量中,通过后期处理,可快速精确地报出各子弹的落点坐标。

地基分布孔径红外系统的作用距离模型

分布孔径红外系统(DAIRS)是目前军事强国在红外搜索跟踪系统领域的重点发展方向。作用距离是DAIRS最重要的参数指标之一,其大小由系统参数、目标和背景特性等决定。针对DAIRS的成像与信息处理特点,对系统的作用距离进行了研究,建立了DAIRS作用距离模型,分析了目标方位、探测器积分时间和瞬时视场等因素对DAIRS与传统扫描型系统作用距离的影响。该模型对DAIRS的设计具有一定的参考意义。

红外点目标探测系统的作用距离理论模型分析

系统性地分析了红外点目标探测系统的作用距离理论模型。通过建立大气分层模型,结合MODTRAN模型计算了中波红外光和长波红外光在典型大气条件下的透过率。两者计算结果的对比数据可为红外探测系统设计中的波段选择提供参考依据。通过对目标红外辐射强度的理论模型进行分析,计算了几种典型目标在不同波段的红外辐射强度,为系统作用距离的指标论证提供了支撑。从红外图像噪声的概率密度分布函数出发,推导出了图像信噪比与系统检测概率及虚警概率的理论公式,为检测门限设置提供了参考依据。红外点目标探测系统的作用距离理论模型分析结果对于提升红外探测系统作用距离指标论证的可信度和系统参数设计的合理性具有非常重要的理论支撑作用。

空间低温点目标红外探测系统的作用距离的计算与等效测试

应用于空间环境的低温目标红外探测系统,其作用距离是系统的重要性能指标。本文推导了以红外焦平面探测器噪声为主要因素的点目标红外探测系统的作用距离估算方程,结合实例求解了典型红外探测系统的探测系统的作用距离。针对空间低温点目标,基于信噪比判断准则,采用能量等效和尺度缩比等效的方法在实验室内验证了红外探测系统的作用距离,测试结果符合理论估算。试验表明,该方法可在实验室内用于评估低温点目标红外探测系统的作用距离。

红外搜索跟踪系统作用距离分析与计算

针对环境对红外搜索跟踪系统作用距离的影响,分析了传统作用距离方程中与环境有关的参数,进而改变了作用距离的表达形式。在新的作用距离表达式中,等效噪声功率充分反映了包括环境噪声因素在内的各类噪声的大小,通过分析探测器数字图像中噪声统计特性,并依据探测器灰度灵敏度估算了等效噪声功率,从而达到在不同的实际应用环境中估算红外系统作用距离的目的。通过试验分析得出结论,相对传统作用距离方程,改进的作用距离方程计算结果更接近实际作用距离。

先进红外传感器对隐身飞机作用距离估算研究

为了有效地估算先进红外传感器对隐身飞机的作用距离,以F-22与F-35进行对抗性仿真为想定,计算了F-22在长波和中波波段的红外辐射强度,拟合了典型条件下大气透过率的经验公式,推测了F-35机载IRST和AIM-9X红外导引头的特征参数,利用逐步逼近法,计算了F-35机载IRST和AIM-9X导弹导引头对F-22的作用距离。计算结果表明,F-22具有较强的红外隐身能力,可使F-35的IRST对其迎头作用距离不大于62 km,但是F-22在近距作战中,仍将受到红外格斗弹的较大威胁。鉴于F-22的红外辐射随红外传感器探测角度的变化而敏感性高的特点,建议飞机编队进行红外反隐身探测时,采用稀疏编队方式,以提高探测概率。

基于深度时空卷积神经网络的点目标检测

由于点目标可用信息少,点目标检测技术是红外搜索与跟踪系统(IRST)中的挑战性难点。基于人工提取特征的传统目标检测,智能化水平低,对点目标检测的难度大。针对此问题,提出一种新的基于深度时空卷积神经网络的点目标检测方法。该方法采用全卷积架构,输入输出尺度相同,可用于处理任意尺度图像。为了提高实时性,卷积分解技术被引入3D时空卷积处理中,将复杂3D时空卷积分解为低复杂度的2D空域卷积和1D时域卷积。根据点目标特点,多权值损失函数被提出,分别采用样本均衡因子和能量均衡因子降低样本不均衡和误差分布不均衡对点目标检测性能的影响。测试结果表明,该方法能够有效抑制复杂背景杂波,并以较低计算量实现点目标检测。

基于新特征算子的复杂背景红外弱目标检测算法

针对复杂杂波背景下红外弱小目标检测困难的现状,提出一种基于新特征算子的复杂背景红外弱目标检测算法,显著提升了机载红外目标搜索及跟踪系统中弱小目标的检测概率。首先,通过背景的优化最小二乘图像匹配算法及差分滤波,滤掉大部分杂波背景。然后,在结果图像上进行新特征检测判断是否存在目标。最后,在序列图像上采用动态规划方式提取目标信息。经过大量实验,结果表明,提出的算法相比近些年提出的优化算法,信杂比提高了1.77,背景抑制因子提高了3.84,适用于机载红外目标搜索及跟踪系统。

红外成像系统点目标探测视距研究

介绍了红外成像系统对点目标的探测跟踪作用距离估算方法 ,用热成像分析系统研究点目标在像素上的扩散规律 ,提出用热成像系统探测点目标时 ,扩散因素对作用距离的影响。