搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

深空背景下空间目标红外特性建模方法研究

孙成明 袁艳 张修宝

引用本文:
Citation:

深空背景下空间目标红外特性建模方法研究

孙成明, 袁艳, 张修宝

Modeling of infrared characteristics of deep space target

Sun Cheng-Ming, Yuan Yan, Zhang Xiu-Bao
PDF
导出引用
  • 针对空间目标红外特性提出了一种精确建模方法.根据空间目标的背景辐射环境,充分考虑到目标表面间的热传导及内热源的影响,建立了空间目标的热平衡方程.基于目标的结构特性和材料特性,利用节点网络法求解了目标表面的温度分布.根据光辐射定律、光散射定律建立了空间目标红外特性的数学模型.结合具体的参数,对深空目标资源一号卫星和风云三号卫星的温度场分布和辐照度分布进行了数值计算,仿真结果验证了理论分析的正确性.
    An accurate modeling method is proposed for the infrared characteristics of space target. Fully considering the heat conduction among the surfaces and the effect of inner heat source, the heat balance equation is presented for space target in the background radiation environment, and on the basis of structural and material properties of the target, the temperature distribution of target surface is calculated by node network method. According to the optical radiation and scattering theory, the mathematical model on infrared characteristics of space target is established and the general calculation method for infrared characteristics of space target is derived. Finally, the temperature field and irradiation distribution of ZY-1 and FY-3 satellite are computed using the given parameters. The computation results illustrate the validity of the theoretical analysis.
    • 基金项目: 长江学者和创新团队发展计划(批准号:IRT0705)和中国航天科技集团公司航天科技创新基金资助的课题.
    [1]

    Yao L X, Qiu W L, Wang F H 1995 Optical Characteristics of Target and Environment (Beijing:Aerospace Press) p1 (in Chinese) [姚连兴、仇维礼、王福恒 1995 目标和环境的光学特性(北京:宇航出版社)第1页]

    [2]

    Chang Y, Xue F T 2008 Infrared 29 25 (in Chinese) [常 勇、薛丰廷 2008 红外 29 25]

    [3]

    Xia W J 2007 Electron. Meas. Technol. 30 37 (in Chinese) [夏文佳 2007 电子测量技术 30 37]

    [4]

    Zhang S Q, Shi Y L, Huang C G, Lian C C 2007 Acta Phys. Sin. 56 5508 (in Chinese) [张拴勤、石云龙、黄长庚、连长春 2007 物理学报 56 5508]

    [5]

    Shen G T, Yang B C, Cai J G, Jiang J, Gao J 2005 Chin. Space Sci. Technol. 2 6 (in Chinese) [沈国土、杨宝成、蔡继光、姜 瑾、高 景 2005 中国空间科学技术 2 6]

    [6]

    Zhang F Q, Fan X, Ma D H 2007 Infrared Laser Engng. 36 419 (in Chinese) [张发强、樊 祥、马东辉 2007 红外与激光工程 36 419]

    [7]

    Pan Z F 1987 Chin. Space Sci. Technol. 7 37 (in Chinese) [潘增富 1987 中国空间科学技术 7 37]

    [8]

    Zhang C G, Zhang Y W 1981 Acta Phys. Sin. 30 953 (in Chinese) [张才根、张幼文 1981 物理学报 30 953]

    [9]

    Ma H T, Hua C S 2002 Chin. Space Sci. Technol. 22 54 (in Chinese) [麻慧涛、华诚生 2002 中国空间科学技术 22 54]

    [10]

    Mao H X, Li X, Wang Z Y, Su Y M, Wu K F, Ma J, Zhao K 2007 Infrared Laser Engng. 36 607 (in Chinese) [毛宏霞、李 霞、王章野、苏月明、吴开锋、马 静、赵 康 2007 红外与激光工程 36 607]

    [11]

    Wei X Z, Li X, Zhuang Z W, Fu Y W 2000 J. Infrared Millim. Waves 19 139 (in Chinese) [魏玺章、黎 湘、庄钊文、付耀文 2000 红外与毫米波学报 19 139]

    [12]

    Xia X L, Ai Q, Ren D P 2007 J. Infrared Millim. Waves 26 174 (in Chinese) [夏新林、艾 青、任德鹏 2007 红外与毫米波学报 26 174]

    [13]

    Liu M Q, Li B C 2008 Acta Phys. Sin. 57 3402 (in Chinese) [刘明强、李斌成 2008 物理学报 57 3402]

    [14]

    Ye H X, Jin Y Q 2008 Acta Phys. Sin. 57 839 (in Chinese) [叶红霞、金亚秋 2008 物理学报 57 839]

    [15]

    Xu L Q, Li H, Xiao Z Y 2007 Acta Phys. Sin. 58 6030 (in Chinese) [徐兰青、李 晖、肖郑颖 2007 物理学报 58 6030]

    [16]

    Sun C M, Yuan Y, Zhang X B 2009 Proc. SPIE 7383 381

  • [1]

    Yao L X, Qiu W L, Wang F H 1995 Optical Characteristics of Target and Environment (Beijing:Aerospace Press) p1 (in Chinese) [姚连兴、仇维礼、王福恒 1995 目标和环境的光学特性(北京:宇航出版社)第1页]

    [2]

    Chang Y, Xue F T 2008 Infrared 29 25 (in Chinese) [常 勇、薛丰廷 2008 红外 29 25]

    [3]

    Xia W J 2007 Electron. Meas. Technol. 30 37 (in Chinese) [夏文佳 2007 电子测量技术 30 37]

    [4]

    Zhang S Q, Shi Y L, Huang C G, Lian C C 2007 Acta Phys. Sin. 56 5508 (in Chinese) [张拴勤、石云龙、黄长庚、连长春 2007 物理学报 56 5508]

    [5]

    Shen G T, Yang B C, Cai J G, Jiang J, Gao J 2005 Chin. Space Sci. Technol. 2 6 (in Chinese) [沈国土、杨宝成、蔡继光、姜 瑾、高 景 2005 中国空间科学技术 2 6]

    [6]

    Zhang F Q, Fan X, Ma D H 2007 Infrared Laser Engng. 36 419 (in Chinese) [张发强、樊 祥、马东辉 2007 红外与激光工程 36 419]

    [7]

    Pan Z F 1987 Chin. Space Sci. Technol. 7 37 (in Chinese) [潘增富 1987 中国空间科学技术 7 37]

    [8]

    Zhang C G, Zhang Y W 1981 Acta Phys. Sin. 30 953 (in Chinese) [张才根、张幼文 1981 物理学报 30 953]

    [9]

    Ma H T, Hua C S 2002 Chin. Space Sci. Technol. 22 54 (in Chinese) [麻慧涛、华诚生 2002 中国空间科学技术 22 54]

    [10]

    Mao H X, Li X, Wang Z Y, Su Y M, Wu K F, Ma J, Zhao K 2007 Infrared Laser Engng. 36 607 (in Chinese) [毛宏霞、李 霞、王章野、苏月明、吴开锋、马 静、赵 康 2007 红外与激光工程 36 607]

    [11]

    Wei X Z, Li X, Zhuang Z W, Fu Y W 2000 J. Infrared Millim. Waves 19 139 (in Chinese) [魏玺章、黎 湘、庄钊文、付耀文 2000 红外与毫米波学报 19 139]

    [12]

    Xia X L, Ai Q, Ren D P 2007 J. Infrared Millim. Waves 26 174 (in Chinese) [夏新林、艾 青、任德鹏 2007 红外与毫米波学报 26 174]

    [13]

    Liu M Q, Li B C 2008 Acta Phys. Sin. 57 3402 (in Chinese) [刘明强、李斌成 2008 物理学报 57 3402]

    [14]

    Ye H X, Jin Y Q 2008 Acta Phys. Sin. 57 839 (in Chinese) [叶红霞、金亚秋 2008 物理学报 57 839]

    [15]

    Xu L Q, Li H, Xiao Z Y 2007 Acta Phys. Sin. 58 6030 (in Chinese) [徐兰青、李 晖、肖郑颖 2007 物理学报 58 6030]

    [16]

    Sun C M, Yuan Y, Zhang X B 2009 Proc. SPIE 7383 381

  • [1] 任超, 黄益旺, 夏峙. 宽频带海洋环境噪声矢量场空间相关特性建模. 物理学报, 2022, 71(2): 024301. doi: 10.7498/aps.71.20211518
    [2] 袁倩, 周培阳, 何姿, 陈学文, 丁大志. 基于混合场积分方程的半空间上方金属目标电磁散射特性高效分析. 物理学报, 2022, 71(11): 114101. doi: 10.7498/aps.71.20212152
    [3] 郭富城, 李翠, 厉彦忠. 定向红外光空间分布误差对冷冻靶温度场的影响分析. 物理学报, 2022, 71(11): 110702. doi: 10.7498/aps.71.20212351
    [4] 戴忠华, 周穗华, 张晓兵. 多目标优化的舰船磁场建模方法. 物理学报, 2021, 70(16): 164101. doi: 10.7498/aps.70.20210334
    [5] 任超, 黄益旺, 夏峙. 宽频带海洋环境噪声矢量场空间相关特性建模. 物理学报, 2021, (): . doi: 10.7498/aps.70.20211518
    [6] 郭富城, 李翠, 厉彦忠. 定向红外条件下光纤布置形式及光源参数对低温靶温度场的影响. 物理学报, 2021, 70(16): 160703. doi: 10.7498/aps.70.20210029
    [7] 谭凡教, 苏金宇, 侯晴宇, 王佳轩, 王一惠. 基于时谱信号分析的在轨空间目标姿态感知. 物理学报, 2020, 69(21): 214201. doi: 10.7498/aps.69.20200098
    [8] 谷牧, 任栖锋, 周金梅, 廖胜. 基于地基观测的时序卫星红外光谱建模与分析. 物理学报, 2019, 68(5): 059501. doi: 10.7498/aps.68.20181933
    [9] 侯晴宇, 巩晋南, 樊志鹏, 王一惠. 在轨空间目标光学特性宏观表征模型的反演重构. 物理学报, 2017, 66(15): 154201. doi: 10.7498/aps.66.154201
    [10] 闫佩佩, 马彩文, 折文集. 地表反照光对天基空间目标的成像影响. 物理学报, 2015, 64(16): 169501. doi: 10.7498/aps.64.169501
    [11] 孙成明, 赵飞, 袁艳. 基于光谱的天基空间点目标特征提取与识别. 物理学报, 2015, 64(3): 034202. doi: 10.7498/aps.64.034202
    [12] 包伯成, 王春丽, 武花干, 乔晓华. 忆阻电路降维建模与特性分析. 物理学报, 2014, 63(2): 020504. doi: 10.7498/aps.63.020504
    [13] 董建军, 邓博, 曹柱荣, 江少恩. 多目标优化推断内爆芯部温度和密度空间分布. 物理学报, 2014, 63(12): 125209. doi: 10.7498/aps.63.125209
    [14] 王瑞君, 邓彬, 王宏强, 秦玉亮. 太赫兹与远红外频段下铝质目标电磁特性与计算. 物理学报, 2014, 63(13): 134102. doi: 10.7498/aps.63.134102
    [15] 程杨, 姚佰承, 吴宇, 王泽高, 龚元, 饶云江. 基于倏逝场耦合的石墨烯波导光传输相位特性仿真与实验研究. 物理学报, 2013, 62(23): 237805. doi: 10.7498/aps.62.237805
    [16] 刘扬阳, 吕群波, 张文喜. 大气湍流畸变对空间目标清晰干涉成像仿真研究. 物理学报, 2012, 61(12): 124201. doi: 10.7498/aps.61.124201
    [17] 袁艳, 孙成明, 黄锋振, 赵慧洁, 王潜. 深空背景下空间目标紫外特性建模方法研究. 物理学报, 2011, 60(8): 089501. doi: 10.7498/aps.60.089501
    [18] 黄金哲, 王宏, 常彦琴, 沈涛, Andreev Y. M., Shaiduko A. V.. BBO晶体倍频中的温度场与光场耦合模拟. 物理学报, 2010, 59(9): 6243-6249. doi: 10.7498/aps.59.6243
    [19] 袁艳, 孙成明, 张修宝. 空间目标表面材料光谱双向反射分布函数测量与建模. 物理学报, 2010, 59(3): 2097-2103. doi: 10.7498/aps.59.2097
    [20] 谷云鹏, 宫 野, 孙继忠. 颗粒与交流电弧等离子体温度场的相互作用. 物理学报, 1999, 48(6): 1078-1085. doi: 10.7498/aps.48.1078
计量
  • 文章访问数:  8107
  • PDF下载量:  947
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2009-09-07
  • 修回日期:  2010-01-08
  • 刊出日期:  2010-05-05

/

返回文章
返回